[go: up one dir, main page]

TW201303378A - 聚光薄膜及太陽能電池模組 - Google Patents

聚光薄膜及太陽能電池模組 Download PDF

Info

Publication number
TW201303378A
TW201303378A TW101108655A TW101108655A TW201303378A TW 201303378 A TW201303378 A TW 201303378A TW 101108655 A TW101108655 A TW 101108655A TW 101108655 A TW101108655 A TW 101108655A TW 201303378 A TW201303378 A TW 201303378A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
film
concentrating
solar cell
unit
Prior art date
Application number
TW101108655A
Other languages
English (en)
Inventor
Sumio Nakahara
Kazuyuki Satoh
Shigehito Sagisaka
Original Assignee
Daikin Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Ind Ltd filed Critical Daikin Ind Ltd
Publication of TW201303378A publication Critical patent/TW201303378A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements
    • H10F77/413—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with the devices, e.g. back reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0294—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use adapted to provide an additional optical effect, e.g. anti-reflection or filter
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
    • H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/315—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements
    • H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H10F77/484—Refractive light-concentrating means, e.g. lenses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本發明提供一種聚光薄膜，其係能夠以高效率使廣角度範圍的入射光聚光；及一種太陽能電池模組，其係具備上述聚光薄膜。一種聚光薄膜，其係由有機材料所構成之聚光薄膜，其特徵為於至少一側之表面具有微細之凹凸重覆構造，凹凸高度(H)為0.1~100μm，凹凸週期(P)為0.1~500μm，各凹凸部具有階梯狀之斜面，且形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向凹凸部之底面部增加、或減小，階梯1段之高度(D)為0.01~100μm，階梯1段之寬度(L)為0.01~100μm。

Description

聚光薄膜及太陽能電池模組
本發明關於一種聚光薄膜及太陽能電池模組。
近年來，因應逐漸浮現的能量資源問題或地球環境問題，利用太陽光發電的重要性增加，太陽光發電的擴大利用與能量供給技術的開發正在蓬勃進行。
從經濟性的觀點看來，目標為使太陽光發電的發電成本與泛用電力同等，而正需要開發一種可減低模組製造成本，發電效率高的太陽能電池。
用以使發電效率高效率化的方法，可考慮提高太陽光單元的聚光效率。以往，用以聚光的光學構件可列舉(1)透鏡(球面、非球面型)、(2)凹面鏡、(3)平面薄膜等。
關於平面薄膜，菲涅耳透鏡等的光學構件的開發正在進行(參照例如專利文獻1)。然而，以往的平面薄膜無法以高效率使由相對於平面薄膜的面內方向而言以淺的角度入射的光線聚光，在使用作為太陽能電池用的聚光薄膜的情況時，為了有效地進行發電，必須設計成所謂追蹤型太陽能電池，使太陽能電池單元的方向往太陽光的照射方向追蹤。追蹤型太陽能電池是可控制成使聚光元件經常朝向太陽的方向的系統，因此系統全體具有複雜的構造，會有成本以及設備方面的課題。
另外，作為平面薄膜還已知有使用了全像片的光學元件。可列舉例如使全像片繞射圖型以雷射干涉固定在感光性材料所製作的全像片。這種全像片繞射圖型的形成是採用一種方法，該方法係對重鉻酸明膠等的感光性材料，使雷射光等的參考射束(Reference beam)與物射束(Object beam)的干涉條紋記錄在感光性材料表面，使物射束的複合振幅的資訊光學性地固定在記錄面。
另一方面，還有文獻提出一種並非使感光性材料以雷射干涉固定而得的全像片繞射圖型，而是藉由電腦計算繞射圖型所形成的電腦全像片(CGH：Computer Generated Hologram)。
在專利文獻2中揭示了一種光分歧器，其係具有：使至少一個第一光學系統；由第一光學系統呈放射狀所發出的光線分成複數個光束，且使此光束形成聚光成複數個點的繞射格子圖型的全像片元件；及在複數個點所對應的位置配置有受光部之複數個第二光學系統，並記載了：決定全像片元件的繞射面之光學的位相，可藉由使用電腦的電腦全像片技術來設計，而這種以往的全像片元件並無法使廣角度範圍的入射光聚光。
附帶一提，在專利文獻3中揭示了使用傅立葉轉換，算出電腦全像片。然而專利文獻3所揭示的電腦全像片其基材為石英，所得到的調光層次圖型亦留在石英表面上，因此其用途係限定於顯示元件等，亦非使用於聚光。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第3687836號說明書
專利文獻2：日本特開2002-228819號公報
專利文獻3：日本特開2004-206254號公報
非專利文獻
非專利文獻1：Glenn Rosenberg等，「改善太陽能面板效率的全像平面聚光器」，Laser Focus World Japan、日本，2009年，第2卷，p.26-28
以往的光學元件所使用的電腦全像片，係僅具有由二元之調光層次(binary gradation)產生的空間調制度的圖型，即使適用於聚光薄膜，也無法使廣角度範圍的入射光聚光。
本發明之目的在於提供一種聚光薄膜，能夠以高效率使廣角度範圍的入射光聚光，以及提供一種太陽能電池模組，其係具備上述聚光薄膜。
本發明為一種聚光薄膜，其係由有機材料所構成之聚光薄膜，其特徵為於至少一側之表面具有微細之凹凸重覆 構造，凹凸高度(H)為0.1~100μm，凹凸週期(P)為0.1~500μm，各凹凸部具有階梯狀之斜面，且形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向凹凸部之底面部增加、或減小，階梯1段之高度(D)為0.01~100μm，階梯1段之寬度(L)為0.01~100μm。
本發明亦為一種太陽能電池模組，其特徵為具備上述聚光薄膜。
本發明之聚光薄膜係藉由具有上述構成，而能夠在廣角度範圍聚光(例如全方位聚光)。另外，只要由氟樹脂構成本發明之聚光薄膜，即可成為具有長期安定性的聚光薄膜。在使用太陽能電池模組的情況，藉由改善聚光效率可謀求改善發電效率及低成本化。
以下對本發明作詳細說明。
本發明之聚光薄膜於至少一側之表面具有微細之凹凸重覆構造。圖1係表示本發明之聚光薄膜中的微細凹凸重覆構造的例子之剖面圖。構成凹凸重覆構造的凹凸部10係於至少其表面的一部分具有階梯狀斜面11。圖1(a)係表示由在表面左右對稱地形成階梯狀斜面11的凹凸部10的重覆所構成的重覆構造之剖面模式圖。圖1(b)係表示由形成於凹凸部10的表面的一部分之階梯狀斜面11 及由含有底面部13的平面大致垂直地立起的垂直部12所構成之凹凸部10的重覆，由此重覆所構成的重覆構造之剖面模式圖。在圖1中形成了8段的階梯。如圖1所示般，形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向凹凸部10之底面部13增加。
凹凸部10可為大致錐體狀之凹部或凸部，凹凸重覆構造可由形成為大致平行之複數個線狀凹部或凸部所構成。
本發明之聚光薄膜可於一側之表面具有微細之凹凸重覆構造，另一側之表面為平滑、或可於兩面具有微細之凹凸重覆構造。另外，光線亦可由任一側的表面入射。進一步而言，亦可藉由凹凸形狀使聚光薄膜保有式樣性。
形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向凹凸部10之底面部13增加，藉由此構成可得到高聚光效率。亦可形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向凹凸部10之底面部13減小。
以形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向底面部13非線性地增加為佳。
本發明之聚光薄膜，其凹凸高度(H)係以0.1~100μm為佳，以0.5~30μm為較佳。
本發明之聚光薄膜，其凹凸週期(P)係以0.1~500μm為佳，以1~10μm為較佳。
本發明之聚光薄膜，其階梯1段的高度(D)係以0.01~100μm為佳，以0.03~0.3μm為較佳。
本發明之聚光薄膜，其階梯1段的寬度(L)係以0.01~100μm為佳，以0.1~10μm為較佳。
本發明之聚光薄膜，其凹凸寬度(W)係以0.1~500μm為佳，1~10μm為較佳。進一步而言，凹凸週期(P)與凹凸寬度(W)的關係，係以滿足P-W≧0為佳。
依照圖式對本發明之實施形態進一步詳細說明。圖2係表示本發明之第1實施形態中的聚光薄膜之正面模式圖。圖3係表示本發明其中一個實施形態中的聚光薄膜之斜視模式圖。本實施形態中的聚光薄膜300係具有如圖2及圖3所示般複數個凹凸部31形成線狀的重覆構造，多數個凹凸部31設置成同心圓狀。在圖3中的單點鏈線係表示在聚光薄膜表面形成同心圓狀的凹凸重覆構造的中心線。凹凸週期(P)愈往外周變得愈狹小，在外周部的凹凸週期減為最小。在本實施形態之中，凹凸部31的階梯狀斜面是朝向同心圓的中心側而形成，然而亦可朝向同心圓的外周側而形成。或可同時形成此兩者。進一步而言，此凹凸部的重覆構造亦可上下正/負反轉。
凹凸部31如圖3所示般，係由傾斜成階梯狀的斜面32與由含有底面的平面大致垂直地立起的垂直部33所形成，大致具有三角形剖面。圖1(b)係表示凹凸部31的剖面之剖面模式圖。在本實施形態之中，形成了7段或8段的階梯。凹凸部31如圖1(a)所示般，亦可設定為由兩個階梯狀斜面所形成。
依據第1實施形態，由兩個階梯狀斜面所形成的情況 比由一個階梯狀斜面所形成的情況，可製成在1整天的聚光性方面更有效且聚光性較優異的聚光薄膜。
於圖4表示具有凹凸重覆構造的聚光薄膜之第2實施形態。本實施形態中的聚光薄膜400如圖4所示般，係具有由複數個凸狀錐體41之重覆所構成的凹凸重覆構造。錐體41可列舉例如三角錐或四角錐等的角錐狀、或角錐體狀、圓錐狀、圓錐體狀等。
該等之中從與光的入射角無關而能夠以高效率聚光的觀點看來，錐體係以四角錐為佳。此外，在本實施形態中，錐體為凸狀四角錐。
在錐體為四角錐的情況，此四角錐的底面部43可設定為正方形或長方形。錐體的底面部43一邊的長度係以0.3~30μm為佳，以1~10μm為較佳。錐體的頂角係以5~150度為佳，以30~90度為較佳。在錐體為圓錐狀的情況，圓形底面部的半徑係以100~4000μm為佳，以200~2000μm為較佳。相鄰的兩個凹凸部的頂點的間的最長距離，係以入射光不會發生反射的距離為佳，以0.1~200μm為較佳。
凹凸重覆構造400可設定為含有複數個大致相同形狀錐體而成的構成、或可設定為含有複數個形狀相異的多種錐體而成的構成。另外，複數個錐體可配置成正方格子狀、或可配置成千鳥格子狀，例如可配置成以六角形為基本的最密填充狀，另外還可隨機配置。
第2實施形態中的聚光薄膜亦可設定為由如圖5所示 般的複數個凹狀錐體51之重覆所構成的構造。本實施形態中的聚光薄膜500如圖5所示般，具有由複數個凹狀錐體51之重覆所構成的凹凸重覆構造。錐體51可列舉例如三角錐或四角錐等的角錐狀、或角錐體狀、圓錐狀、圓錐體狀等，其合適的大小可採用聚光薄膜400所合適的大小。進一步而言，在此複數個凹狀錐體51的表面亦可具有由第一實施形態所得到的微細凹凸重覆構造。
依據第2實施形態，可製成在1整天的聚光性方面能夠有效聚光的聚光薄膜。
於圖6表示具有凹凸重覆構造的聚光薄膜之第3實施形態。本實施形態中的聚光薄膜600如圖6所示般，大致平行排列的複數個凹凸部61形成線狀。凹凸部61具有兩個階梯狀斜面62，剖面大致為等腰三角形。在本實施形態中，複數個凹凸部的剖面形狀全部為大致相同的形狀，而形狀相異的複數個凹凸部亦可形成線狀。
在上述本實施形態之中，將階梯的段數設定為7段至8段，而只要是3段以上則不受段數所限定，以4~32段為佳。另外，階梯的段數還可設定為每個凹凸為不同段數。在藉由使用後述離散傅立葉轉換所計算出的多調光層次圖型構成凹凸重覆構造的情況，階梯的段數會成為2的指數(2的乘方)。能夠以高效率使廣角度範圍的入射光聚光，因此凹凸重覆構造係以由形成了8段的階梯狀斜面的凹凸重覆所構成的構造為佳。
本發明之聚光薄膜係以穿透型聚光薄膜為佳。「穿透 型聚光薄膜」意指使入射至聚光薄膜的單面的光線由與光線入射的一面相反的一面出射的聚光薄膜。
本發明之聚光薄膜亦適合為具有多調光層次圖型。藉由具有多調光層次圖型，可在廣角度範圍進行面內聚光。多調光層次圖型亦為藉由電腦多值全像片所產生的稱為光柵圖型等的圖型。
多調光層次圖型亦適合為構成電腦全像片。亦即，本發明之聚光薄膜係以具備具有多調光層次圖型的電腦全像片為佳。電腦全像片並非藉由參考射束與物射束之干涉條紋形成而形成，因此用以形成聚光薄膜的材料沒有必要採用感光性材料，可形成具有耐久性的全像片。
在本說明書中，「多調光層次圖型」係藉由電腦計算出的具有多色的調光層次的圖型。「多調光層次」意指具有3個值(三元)以上的調光層次，與二元調光層次有所區別。另外，與如雷射干涉固定於有機材料的全像片繞射圖型般記錄了位相資訊的波形圖型亦有所區別。此處，「調光層次」意指聚光薄膜的膜厚變化的程度，例如具有多調光層次圖型的聚光薄膜的情況，係具有3階段以上的膜厚值。
多調光層次圖型係以使用離散傅立葉轉換所計算出的圖型為佳。在使用以往的傅立葉轉換所計算出的電腦全像片的情況中，為了計算在廣角度範圍進行聚光的全像片，必須進行大容量的演算處理，無法計算出聚光薄膜所使用的大面積電腦全像片，就可使用於聚光薄膜的電腦全像片 而言，二元調光層次亦為極限。
藉由使用離散傅立葉轉換可顯著提升演算速度，可計算出高品質且大面積的電腦全像片，而能夠將電腦全像片適用於聚光薄膜。
離散傅立葉轉換可使用傅立葉轉換裝置來實行。上述傅立葉轉換裝置係具備：對於N點(N為2以上的整數)輸入數據實行離散傅立葉轉換的傅立葉轉換裝置，藉由使N點輸入數據的位相產生變化而產生m組(m為2以上的整數)N點位相修正數據的位相修正部；藉由對該位相修正部所產生的各組位相修正數據並列實施離散傅立葉轉換，而產生m組N點轉換數據的傅立葉轉換部；及將上述傅立葉轉換部所產生的m組N點轉換數據加以合成，產生L點(L為N的m倍之整數)合成數據的合成器，位相修正部係藉由將保持L點的週期的旋轉因子之乘方乘以輸入數據，而產生位相修正數據，同時，傅立葉轉換部係以對於各組位相修正數據，使用保持N點的週期的旋轉因子之乘方實行N點離散傅立葉轉換之傅立葉轉換裝置為佳。上述輸入數據只要適當地設定以得到目標的聚光薄膜之特性即可，並未受到特別限定。
上述位相修正部係具備使上述N點的輸入數據的位相產生變化，互相並列而運作的第0號~第m-1號位相修正器，第q號(q為0~m-1之整數)的位相修正器適合為藉由將保持上述L點的週期的旋轉因子的q之整數倍乘以上述輸入數據，而產生上述位相修正數據。
第q號的上述位相修正器亦適合為藉由將上述N點輸入數據之中第k號(k為0~N-1之整數)的輸入數據x(k)乘以由下式(A)所規定的上述旋轉因子WL之qk乘積，而計算出由下式(B)所表示的上述位相正數據xc(k,q)，同時上述傅立葉轉換部對於由第q個上述位相修正器輸出的上述位相修正數據xc(k,q)使用由下式(C)所規定的上述旋轉因子WN，以下式(D)為基礎實行N點離散傅立葉轉換，產生上述N點轉換數據X(mp+q)(p為0~N-1之整數)。
[數2]x c (k,q)=x(k)W L qk ………(B)
上述傅立葉轉換裝置係以進一步具備調整上述合成數據的位相的位相修正器為佳。
上述傅立葉轉換部係以具有實行N點高速傅立葉轉換的機能為佳。
圖7係概略表示上述傅立葉轉換裝置的一例之方塊圖 。如圖7所示般傅立葉轉換裝置75係具備取樣電路70、位相修正部71、傅立葉轉換部72、合成器73及位相修正器74而構成。取樣電路70係取樣N點輸入數據x(k)(k為0~N-1之整數)，並分成m組(m為N的整數倍)輸入數據x(k),x(k),…,x(k)而輸出至位相修正部71。
另外，位相修正部71係由使輸入數據x(k)的位相產生變化，互相並列而運作的第0~第m-1位相修正器710~71m-1所構成。第0~第m-1位相修正器710~71m-1分別產生位相修正數據xc(k,0)~xc(k,m-1)，而輸出至傅立葉轉換部72。
另外，傅立葉轉換部72係由實行N點FFT(fast fourier transform)的複數個FFT演算器720~72m-1所構成，FFT演算器720~72m-1分別對於由位相修正器710~71m-1輸入的N點位相修正數據實行FFT，將此處理結果的轉換數據輸出至合成器73。另外，合成器73係藉由後述方法由FFT演算器72輸入的m組N點轉換數據加以合成，產生合計L(=mN)點的合成數據X(n)(n為0~L-1之整數)，而輸出至位相修正器74。然後，位相修正器74係使合成數據X(n)的位相產生既定量變化，產生輸出數據而輸出。使用離散傅立葉轉換實行計算之方法已詳細記載於日本特開2004-206254號公報。另外，多調光層次圖型除了離散傅立葉轉換之外，亦可使用遞迴傅立葉轉換來得到。關於這些計算方法，在非專利文獻(「 Applied Optics」、1994年、第33卷、pp863-867)有詳細記載。
聚光薄膜在相對於該聚光薄膜之法線方向而言0°~89°之角度入射的光線在波長550nm的光線穿透率係以平均80%以上為佳。較佳為平均90%以上，更佳為平均95%以上。藉由提高形成聚光薄膜的有機材料之光線穿透率，亦可提升聚光效率。另外，藉由提高光線穿透率，可抑制蓄熱等造成的劣化，因此可長期使用，特別適合使用於太陽能電池用途等。上述光線穿透率可藉由使用紫外-可見分光光度計(U-4100 Spectro photometer，日立High Technologies股份有限公司製)的方法作測定。
另外，聚光薄膜在相對於該聚光薄膜的法線方向而言0°~89°的角度入射的光線在波長550nm的光線穿透率，係以實質上在全部的角度為80%以上為佳。較佳為90%以上，更佳為95%以上。此外，相對於法線方向而言0°之角度是表示垂直軸的角度，另外，相對於法線方向而言89°之角度是表示水平軸1°的角度。此外，光線穿透率可採用在0~89°的範圍每2°作測定，並以所測定之值的數目取平均而得之值。以相對於聚光薄膜的法線方向而言0~89°之角度入射的光線在波長550nm的光線穿透率，宜為在具有多調光層次圖型的區域入射的光線在波長550nm的光線穿透率。
本發明之聚光薄膜係由有機材料所構成。使用以往的全像片的光學元件，是在重鉻酸明膠等的感光性材料形成 全像片繞射圖型，然而感光性材料缺乏耐久性(耐濕性、耐候性)，因此，在將具有此全像片繞射圖型的平面薄膜使用於太陽能電池的情況，是裝設於太陽能電池單元的內部而成為例如非專利文獻1所揭示般的內部全反射式的太陽能電池單元，因此構造上並非在廣角度範圍聚光(全方位聚光)。本發明之聚光薄膜係由有機材料所構成，因此耐久性高，且具有長期安定性。
上述有機材料在350~800nm的波長的折射率係以1.30~1.65為佳。折射率的上限係以1.60為較佳，以1.55為更佳，以1.45為特佳。上述折射率可藉由使用阿貝折射計(Digital thermometer 2T，ATAGO股份有限公司製)的方法作測定。測定係在25℃進行測量，光源波長係使用589nm的鈉D線。此外，在聚光薄膜用途最適合的折射率係以例如1.40為佳。亦適合為1.42。
有機材料並未受到特別限定，而以例如熱塑性樹脂為佳，例如以由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、TAC(三乙醯基纖維素)、PES(聚醚碸)、及氟樹脂所構成群組中選擇之至少1種化合物為佳。這些熱塑性樹脂亦有所謂耐候性有機材料。
另外，除了這些熱塑性樹脂之外，還可在這些樹脂上以塗層的形式使用後述硬化性樹脂等的高分子材料、或作為溶膠‧凝膠材料等利用的有機‧無機奈米複合材料等。
有機材料為氟樹脂亦為適合。以往，塑膠系光學構件 可使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料，而在成形時，添加可塑劑、熱抗氧化劑等的添加劑，如果使用作為太陽能電池用的聚光元件，則會有黃變(△YI值之增加)等的問題，在實用上無法使用。
氟樹脂的耐候性、耐熱性、耐水蒸氣穿透性、透明性等優異，因此可製成防止太陽光等造成材料的劣化、具有長期耐久性的聚光薄膜。另外，透光性亦優異。
上述氟樹脂只要是可熔融加工的氟樹脂，則未受到特別限定，而以具有由至少1種含氟的乙烯性單體所衍生的重覆單元的單獨聚合物或共聚物為佳。
上述氟樹脂可僅使含氟的乙烯性單體聚合而成、或可使含氟的乙烯性單體與不具有氟原子的乙烯性單體聚合而成。
上述氟樹脂宜具有來自含氟的乙烯性單體之重覆單元，而該含氟的乙烯性單體係由氟乙烯[VF]、四氟乙烯[TFE]、偏二氟乙烯[VdF]、氯三氟乙烯[CTFE]、六氟丙烯[HFP]、六氟異丁烯、CH2=CZ1(CF2)nZ2所表示之單體(式中，Z1為H或F、Z2為H、F或Cl、n為1~10之整數)、CF2=CF-ORf 1所表示之全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE](式中，Rf 1表示碳數1~8之全氟烷基)、及CF2=CF-O-CH2-Rf 2所表示之烷基全氟乙烯基醚衍生物(式中，Rf 2為碳數1~5之全氟烷基)所構成群組中選擇之至少1種含氟的乙烯性單體。
上述PAVE可列舉全氟(甲基乙烯基醚)[PMVE]、全 氟(乙基乙烯基醚)[PEVE]、全氟(丙基乙烯基醚)[PPVE]、全氟(丁基乙烯基醚)等，其中係以PMVE、PEVE或PPVE為較佳。
上述烷基全氟乙烯基醚衍生物係以Rf 2為碳數1~3之全氟烷基為佳，以CF2=CF-O-CH2-CF2CF3為較佳。
上述氟樹脂亦可具有來自不具有氟原子的乙烯性單體的重覆單元，從維持耐熱性或耐藥品性等這點看來，具有來自碳數5以下的乙烯性單體的重覆單元也是其中一個合適的形態。上述氟樹脂亦適合具有由乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、氯乙烯、偏二氯乙烯及不飽和羧酸所構成群組中選擇之至少1種不含氟的乙烯性單體。
上述不飽和羧酸係以一分子中具有至少1個可共聚合的碳-碳不飽和鍵且一分子中具有至少1個羰氧基[-C(=O)-O-]為佳，可為脂肪族不飽和單羧酸、或可為具有2個以上羧基的脂肪族不飽和聚羧酸，可列舉例如國際公開第2005/100420號小冊子所記載之不飽和羧酸。
上述脂肪族不飽和羧酸係以由(甲基)丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、伊康酸、伊康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、中康酸及烏頭酸所構成群組中選擇之至少1種為較佳。
上述氟樹脂係以由聚氯三氟乙烯[PCTFE]、乙烯[Et]/TFE共聚物[ETFE]、Et/CTFE共聚物、CTFE/TFE共聚物、TFE/HFP共聚物[FEP]、TFE/PAVE共聚物[PFA]、及聚偏二氟乙烯[PVdF]所構成群組中選擇之至少1種為佳 ，係以由PCTFE、ETFE、CTFE/TFE共聚物、FEP及PFA所構成群組中選擇之至少1種氟樹脂為較佳。
上述氯三氟乙烯[CTFE]/四氟乙烯[TFE]共聚物，其CTFE單元與TFE單元之莫耳比係以CTFE：TFE=2：98~98：2為佳，5：95~90：10為較佳，以20：80~90：10為更佳。若CTFE單元過少，則會有難以熔融加工的傾向，若過多，則會有成型時的耐熱性、耐藥品性惡化的情況。
CTFE/TFE共聚物係以由CTFE、TFE、和可與CTFE及TFE共聚合的單體所構成之共聚物為佳。可與CTFE及TFE共聚合的單體，可列舉乙烯、VdF、HFP、CH2=CZ1(CF2)nZ2所表示之單體(式中，Z1為H或F、Z2為H、F或Cl、n為1~10之整數)、CF2=CF-ORf 1所表示之全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE](式中，Rf 1表示碳數1~8之全氟烷基)、及CF2=CF-O-CH2-Rf 5所表示之烷基全氟乙烯基醚衍生物等(式中，Rf 5表示碳數1~5之全氟烷基)，其中係以由乙烯、VdF、HFP及PAVE所構成群組中選擇之至少1種為佳，以PAVE為較佳。
上述PAVE可列舉全氟(甲基乙烯基醚)[PMVE]、全氟(乙基乙烯基醚)[PEVE]、全氟(丙基乙烯基醚)[PPVE]、全氟(丁基乙烯基醚)等，其中以PMVE、PEVE或PPVE為較佳。
上述烷基全氟乙烯基醚衍生物係以Rf 5為碳數1~3之全氟烷基為佳，以CF2=CF-O-CH2-CF2CF3為較佳。
上述CTFE/TFE共聚物係以來自可與CTFE及TFE共聚合的單體的單體單元為0.1~10莫耳%，CTFE單元及TFE單元合計為90~99.9莫耳%為佳。若可共聚合的單體單元過少，則成形性、耐環境應力破裂性及耐應力龜裂性容易變差，若過多，則會有耐熱性、機械特性、生產性等差的傾向。來自可與CTFE及TFE共聚合的單體的單體單元的下限係以0.5莫耳%為較佳，上限係以5莫耳%為較佳。
從可製成耐熱性特別優異的物品這點看來，以FEP為佳。FEP並未受到特別限定，而以由TFE單元70~99莫耳%與HFP單元1~30莫耳%所構成之共聚物為佳，以由TFE單元80~97莫耳%與HFP單元3~20莫耳%所構成之共聚物為較佳。在TFE單元未滿70莫耳%的情況，會有機械物性降低的傾向，若超過99莫耳%，則熔點變得過高，會有成形性降低的傾向。
FEP可為由TFE、HFP，和可與TFE及HFP共聚合的單體所構成之共聚物，該單體可為可與CTFE及TFE共聚合的單體所例示的單體。該單體可列舉CF2=CF-ORf 6所表示之全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE](式中，Rf 6表示碳數1~5之全氟烷基)、CZ3Z4=CZ5(CF2)nZ6所表示之乙烯基單體(式中，Z3、Z4及Z5為相同或相異，表示氫原子或氟原子，Z6表示氫原子、氟原子或氯原子，n表示2~10之整數)、及CF2=CF-OCH2-Rf 7所表示之烷基全氟乙烯基醚衍生物等。(式中，Rf 7表示碳數1~5之全氟 烷基)，其中以PAVE為佳。PAVE及烷基全氟乙烯基醚衍生物係與可與CTFE及TFE共聚合的單體所例示的物質相同。
FEP係以來自可與TFE及HFP共聚合的單體的單體單元為0.1~10莫耳%，TFE單元及HFP單元合計為90~99.9莫耳%為佳。若可共聚合的單體單元未滿0.1莫耳%，則成形性、耐環境應力破裂性及耐應力龜裂性容易變差，若超過10莫耳%，則會有耐熱性、機械特性、生產性等差的傾向。
從可製成耐熱性特別優異的物品這點看來，以PFA為佳。PFA並未受到特別限定，而以由TFE單元70~99莫耳%與PAVE單元1~30莫耳%所構成之共聚物為佳，以由TFE單元80~98.5莫耳%與PAVE單元1.5~20莫耳%所構成之共聚物為較佳。在TFE單元未滿70莫耳%的情況，會有機械物性降低的傾向，若超過99莫耳%，則熔點變得過高，會有成形性降低的傾向。
上述PAVE可列舉上述物質，其中以由PMVE、PEVE及PPVE所構成群組中選擇之至少1種為較佳，以PMVE為更佳。
上述PFA可為由TFE、PAVE，和可與TFE及PAVE共聚合的單體所構成之共聚物，該單體可為可與CTFE及TFE共聚合的單體所例示的單體。該單體可列舉HFP、CZ3Z4=CZ5(CF2)nZ6所表示之乙烯基單體(式中，Z3、Z4及Z5相同或相異，表示氫原子或氟原子，Z6表示氫原子 、氟原子或氯原子，n表示2~10之整數)、及CF2=CF-OCH2-Rf 7所表示之烷基全氟乙烯基醚衍生物等(式中，Rf 7表示碳數1~5之全氟烷基)。上述烷基全氟乙烯基醚衍生物係可與CTFE及TFE共聚合的單體所例示的物質相同。
上述PFA係以來自可與TFE及PAVE共聚合的單體的單體單元為0.1~10莫耳%，TFE單元及PAVE單元合計為90~99.9莫耳%為佳。若可共聚合的單體單元未滿0.1莫耳%，則成形性、耐環境應力破裂性及耐應力龜裂性容易變差，若超過10莫耳%，則會有耐熱性、機械特性、生產性等差的傾向。
從提升力學物性等這點看來，以上述ETFE為佳。TFE單元與乙烯單元的含有莫耳比係以20：80~90：10為佳，以37：63~85：15為較佳，以38：62~80：20為更佳。
上述ETFE可為由TFE、乙烯，和可與TFE及乙烯共聚合的單體所構成之共聚物。可共聚合的單體可列舉下述式所表示之單體，CH2=CZ7Rf 3、CF2=CFRf 3、CF2=CFORf 3、CH2=C(Rf 3)2(式中，Z7為氫原子或氟原子、Rf 3表示可含有醚鍵性氧原子的氟烷基)。其中以CF2=CFRf 3、CF2=CFORf 3及CH2=CZ7Rf 3所表示之含氟的乙烯基單體為佳，以HFP、CF2=CF-ORf 4(式中，Rf 4表示碳數1~5之全氟烷基)所表示之全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]及Rf 3為碳數1~8之氟烷基的CH2=CZ7Rf 3所表 示之含氟的乙烯基單體為較佳。
上述式所表示之含氟的乙烯基單體的具體例可列舉1,1-二氫全氟丙烯-1、1,1-二氫全氟丁烯-1、1,1,5-三氫全氟戊烯-1、1,1,7-三氫全氟庚烯-1、1,1,2-三氫全氟己烯-1、1,1,2-三氫全氟辛烯-1、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基乙烯基醚、全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)、六氟丙烯、全氟丁烯-1、3,3,3-三氟-2-(三氟甲基)丙烯-1、2,3,3,4,4,5,5-七氟-1-戊烯(CH2=CFCF2CF2CF2H)。
另外，可與TFE及乙烯共聚合的單體亦可為上述伊康酸、伊康酸酐等的脂肪族不飽和羧酸。
可與TFE及乙烯共聚合的單體係以相對於含氟聚合物而言為0.1~10莫耳%為佳，0.1~5莫耳%為較佳，0.2~4莫耳%為特佳。
氟樹脂係以由ETFE、PCTFE、EFEP、FEP及PVdF所構成群組中以選擇之至少一種氟樹脂為較佳。過去以來作為全像片材料所使用的PMMA，其全光線穿透率為90%以下，特別是在低波長側的光線吸收大。上述ETFE、PCTFE、EFEP、FEP及PVdF為高透光性的材料，進一步而言薄膜性亦高，因此可抑制光線的吸收‧反射，提升聚光效率。
上述氟樹脂為全鹵素聚合物亦為其中一個合適的形態。藉由使用全鹵素聚合物可使耐藥品性等優異。上述全鹵素聚合物是在構成聚合物主鏈全部的碳原子鍵結有鹵素原子的聚合物。上述全鹵素聚合物係以由上述CTFE/TFE共 聚物、FEP及PFA所構成群組中以選擇之至少1種為佳。
上述共聚物的各單體含量，可依照單體的種類適當地將NMR、FT-IR、元素分析、螢光X射線分析加以組合而計算出。
在本發明中，上述氟樹脂並未受到特別限定，而熔點係以160~270℃為佳。上述氟樹脂的分子量係以在可使所得到的聚光薄膜表現出所需要的機械特性等的特性這樣的範圍為佳。例如以熔融流率[MFR]作為分子量的指標，氟樹脂一般的成形溫度範圍約在230~350℃，在此範圍的任意溫度中的MFR係以0.5~100g/10分鐘為佳。
在本說明書之中，各樹脂的熔點係使用DSC裝置(SEIKO公司製)，以10℃/分鐘的速度昇溫時，以在熔解熱曲線中的極大值所對應的溫度的形式所求得的值，MFR係使用熔融指示器(東洋精機製作所公司製)，在各溫度、5kg荷重下，測定在單位時間(10分鐘)內由直徑2mm、長度8mm的管嘴流出的聚合物的重量(g)而得的值。
上述氟樹脂可藉由懸浮聚合、溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合等以往周知的聚合方法而得到。在上述聚合之中，溫度、壓力等的各條件、聚合起始劑或其他添加劑，可因應所希望的氟樹脂組成或量而適當地設定。
(有機材料之例示)
以下針對本發明之聚光薄膜所可使用有機材料進一步作說明。上述有機材料除了可使用上述熱塑性樹脂等之外 ，還可在這些樹脂上以塗層的形式使用硬化性樹脂等的高分子材料、或作為溶膠‧凝膠材料等利用的有機‧無機的奈米複合材料等。
在由熱塑性樹脂所構成之樹脂上等以塗層的形式使用的硬化性樹脂，係以塗佈在基材上、或使樹脂單體形成塗膜的塗料的形式來使用為佳。亦即，在作為塗料使用的情況，亦可將硬化性樹脂塗佈於基材並在使其硬化之後，由基材剝離而製成薄膜，如果可能的話，亦可在配置於基材上的狀態對聚光薄膜加工。以下針對這些有機材料作說明。
(耐候性有機材料)
構成本發明之聚光薄膜的有機材料並未受到特別限定，而耐候性有機材料為佳。耐候性有機材料除了可列舉上述熱塑性樹脂等之外，還可列舉在該等樹脂上等作為塗層使用的硬化性樹脂等的高分子材料等。耐候性有機材料係以由氟樹脂所構成之有機材料為佳。由氟樹脂所構成之有機材料可列舉由上述氟樹脂所構成之有機材料等，而例如由熱塑性氟樹脂所構成之有機材料、由(I)具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物、(V)氟聚矽氧樹脂、(VI)不具有官能基的偏二氟乙烯之單獨聚合物或共聚物、及(VII)不具有官能基的氟樹脂所構成群組中選擇之至少1種化合物而由這些化合物所構成之有機材料、或由下述硬化性樹脂組成物(VIII)及下述硬化性樹脂組成物(IX) 所構成群組中選擇之至少1種有機材料為佳。
從耐水解這點看來，以上述熱塑性氟樹脂為佳。由上述(I)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)所表示之化合物所構成之有機材料或硬化性樹脂組成物從耐光性的觀點看來為佳。上述耐候性有機材料係以溶劑可溶性為佳。
耐候性有機材料除了可列舉由上述化合物所構成之有機材料之外，還可列舉由(II)丙烯酸漆樹脂、(III)丙烯酸多元醇樹脂、(IV)丙烯酸矽樹脂等所構成之有機材料，而從使用實績的觀點看來，係以由(I)具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物、及(III)丙烯酸多元醇樹脂所構成群組中選擇之至少1種化合物並由這些化合物所構成之有機材料亦為佳。
上述具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物(I)可列舉例如日本特公昭60-21686號、日本特開平3-121107號、日本特開平4-279612號、日本特開平4-28707號、日本特開平2-232221號等的各公報所記載般的物質，該共聚物的數量平均分子量(由GPC而得)為1000~100000，以1500~30000為佳。如果上述分子量未滿1000，則會有硬化性、耐候性不充分的傾向，若超過100000，則會有作業性、塗裝性發生問題的傾向。
上述具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物之羥基價係以0~200(mgKOH/g)，以0~150(mgKOH/g)為佳。若上述羥基變少，則會有容易發生硬化不良的傾向，若超 過200(mgKOH/g)，則會有可撓性發生問題的傾向。
上述具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物的酸價為0~200(mgKOH/g)，以0~100(mgKOH/g)為更佳。若酸價變多，則會有可撓性發生問題的傾向。
此外，從防污染附著性、污染除去性、防銹性的觀點看來，上述具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物的其中之一亦可採用四氟乙烯共聚物。
上述具有羥基及/或羧基的氟烯烴共聚物可列舉例如DAIKIN工業股份有限公司製Zeffle(註冊商標)、旭硝子股份有限公司製Lumiflon(註冊商標)、Central Glass股份有限公司製CEFRAL COAT(註冊商標)、大日本油墨化學工業股份有限公司製FLUONATE(註冊商標)、東亞合成股份有限公司製ZAFLON(註冊商標)等的市售品。
上述丙烯酸多元醇樹脂(III)可列舉例如(a)含羥基的(甲基)丙烯酸酯、羥基乙烯基醚、烯丙醇等的含羥基的乙烯性不飽和單體，與(b)不含羥基的烯烴類、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯酯、丙烯酯、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基芳香族化合物、(甲基)丙烯腈、含羧基的不飽和單體、含環氧基的不飽和單體、含胺基的不飽和單體等的不含羥基的不飽和單體的聚合物。丙烯酸多元醇樹脂亦可具有由羥基、羧基、環氧基、及胺基所構成群組中選擇之至少一種基團。
丙烯酸多元醇樹脂(III)之羥基價為0~200( mgKOH/g)，以0~100(mgKOH/g)為佳。若羥基價變多，則會有可撓性發生問題的傾向。
上述丙烯酸多元醇樹脂(III)之酸價係以0~200(mgKOH/g)，以0~100(mgKOH/g)為更佳。若上述酸價變高，則會有可撓性發生問題的傾向。
丙烯酸漆樹脂(II)可列舉例如以丙烯酸多元醇樹脂所使用的單體作為原料而得的樹脂，且且羥基價為0且酸價為0~10之樹脂等。
丙烯酸多元醇樹脂(III)或丙烯酸漆樹脂(II)可使用例如三菱RAYON股份有限公司製DIANAL(註冊商標)、大日本油墨化學工業股份有限公司製ACRYDIC(註冊商標)、日立化成工業股份有限公司製HITALOID(註冊商標)、三井東壓化學股份有限公司製OLESTER(註冊商標)等的市售品。
上述丙烯酸矽樹脂(IV)可列舉例如使一分子中具有至少1個矽烷基與自由基聚合性不飽和基的丙烯酸矽單體與上述含羥基的乙烯性不飽和單體(a)及/或上述不含羥基的不飽和單體(b)共聚合而成的物質。丙烯酸矽樹脂(IV)亦可具有水解性甲矽烷基、羥基、環氧基。
丙烯酸矽樹脂(IV)可使用例如Kaneka股份有限公司製ZEMLAC(註冊商標)、三洋化成工業股份有限公司製CLEARMER(註冊商標)等的市售品。
另外還可使用藉由在上述耐候性有機材料中添加具有水解性離去基的有機金屬化合物、其寡聚物及/或2種以 上的該有機金屬化合物之共寡聚物，使表面親水化而得的樹脂。
此有機金屬化合物係下述一般式(1)所表示之有機金屬化合物：Z8 eM(OR22)dR23 f (1)[式中，d為0或1~6之整數、e為0或1~5之整數、f為0或1~6之整數(但是d+e+f≧3，d與f不同時為0)；Z8相同或相異，任一者皆表示可含有氧原子、氮原子、氟原子及/或氯原子之碳數1~5000之1價有機基或氫原子；M為原子價至少為3價的金屬原子；R22相同或相異，任一者皆表示可含有氧原子、氮原子、氟原子及/或氯原子之碳數1~1000之1價有機基、矽氧烷殘基或氫原子；R23相同或相異，任一者皆表示可含有氧原子、氮原子、氟原子及/或氯原子之具有螯合化的能力的碳數1~20之有機基]，尤其以R22或R23之至少一個為含氟的基團的含氟有機金屬化合物為佳。
該有機金屬化合物係以上述一般式(1)所表示之化合物為佳。這些有機金屬化合物、其寡聚物或這些物質2種以上的共寡聚物被記載於國際公開第WO97/11130號小冊子。但是除了該小冊子之外，下述一般式(2)所表示之有機金屬化合物，在本發明中亦可使用。
(式中，n為1~20之整數、R15為全部相異或至少兩個為相同，且任一者皆為碳數1~1000之1價有機基，且可含有氧原子、氮原子及/或矽原子，該有機基的氫原子的一部分或全部亦可經氟原子或氟原子與氯原子取代)
這些有機金屬化合物係具有使塗膜的表面親水化的作用，而只要依照目標機能、用途選擇較為合適的取代基或分子量等來使用即可。
以下，首先對於在本發明中一般式(1)所表示之有機金屬化合物之適合的形態作說明。
從表面濃縮性、水解性、脫離性的觀點看來，上述一般式(1)中之d為0或1~6之整數，以2~4之整數為佳。
從表面濃縮性、親水性的觀點看來，上述一般式(1)中之e為0或1~5之整數，以0~1之整數為佳。
從表面濃縮性、水解性、脫離性的觀點看來，上述一般式(1)中之f為0或1~6之整數，以0~3之整數為佳。
此外，d、e及f之合計量係由金屬原子M的原子價所決定的量，而在一般式(1)之中，OR22或R23之任一者對於防污染附著性、表面濃縮性、水解性而言為必要的 基團，因此d及f不同時為0，d、e及f之合計量至少為3。
上述一般式(1)中Z8亦可為氫原子，另外以例如接下來的(1)~(3)所列舉的可含有氧原子、氮原子、氟原子及/或氯原子之碳數1~5000之1價有機基為佳。
(1)上述有機基Z8可列舉例如：H(CH2)p、(CH3)2CH、H(CH2)pC=O、F(CF2)q(CH2)p、(CF3)2CH、H(CF2)q(CH2)p等(式中，p為0或1~6之整數、q為1~10之整數，一部分的氟原子可經氯原子取代)，這些有機基可為直鏈或支鏈。
這些具體例可列舉例如CH3、CH3CH2、CH3CH2CH2、(CH3)2CH、CF3CH2、CF3CF2CH2、(CF3)2CH、F(CF2)4CH2CH2、F(CF2)8CH2CH2、H(CF2)4CH2等，而從表面濃縮性、水解性、脫離性的觀點看來，係以CF3CF2CH2、(CF3)2CH為佳。
(2)另外，上述有機基Z8可列舉例如NH2、二級胺基、三級胺基、OH、NCO、CO2H、CO2Na、CO2K、SO3H、SO2Na、SO3K、環氧基、環氧乙烷(CH2CH2O)等的具有官能基的有機基等。
這些具體例可列舉例如H2N(CH2)3、OCN(CH2)3、CH3O(CH2CH2O)(CH2)3、CH3O(CH2CH2O)5(CH2)3、CH3O(CH2CH2O)10(CH2)3、下述式所表示之官能基等：
而從親水性、相溶性、密著性的觀點看來，係以OCN(CH2)3、CH3O(CH2CH2O)5(CH2)3為佳。
(3)另外，上述有機基Z8可列舉例如可含有氧原子、氮原子、氟原子、氯原子、矽原子等之聚合性有機基。
這些具體例可列舉例如CH2=C(CH3)CO2(CH2)3、CH2=CH、CH2=CHCH2、CH2=CHO(CH2)3、CH2=CHOCO(CH2)3、CH2=CHC6H4、CH2=CHCO2(CH2)3等，而從聚合性、取得的便利性的觀點看來，係以CH2=C(CH3)CO2(CH2)3、CH2=CHO(CH2)3為佳。
此外，在本發明中，使這種具有聚合性有機基的上述一般式(1)所表示之化合物聚合或共聚合所得到的分子量為2000~20萬，宜為5000~20000之聚合物或共聚物亦為合適。
上述一般式(1)中R22為相同或相異，任一者皆可含有氧原子、氮原子、氟原子及/或氯原子，從表面濃縮性、水解性、脫離性的觀點看來，宜為碳數1~1000之1價有機基、矽氧烷殘基或氫原子，上述碳數係以1~100為佳，以1~16為更佳。
上述一般式(1)中R22中的1價有機基以例如下述所表示的基團為佳：H(CH2)m、(CH3)2CH、H(CH2)mC=O、F(CF2)n(CH2)m、(CF3)2CH、H(CF2)n(CH2)m、 F(CF2)n(CH2)mC=O、H(CF2)n(CH2)mC=O、(F(CF2)n(CH2)m)2N、((CF3)2CH)2N、(H(CF2)n(CH2)m)2N、F(CF2)nO(CF(CF3)CF2O)mCF(CF3)C=O、(F(CF2)n(CH2)m)2C=N、((CF3)2CH)2C=N、(H(CF2)n(CH2)m)2C=N、F(CF2)n(CH2)mC=ONR3、H(CF2)n(CH2)mC=ONR3、F(CF2)n(CH2)mC=CH2、H(CF2)n(CH2)mC=CH2、F(CF2)n(CH2)mC=CF2、H(CF2)n(CH2)mC=CF2(式中，m為0或1~6之整數、n為1~10之整數、R3表示碳數1~6之烷基，烷基可為直鏈或支鏈)。
這些有機基的具體例可列舉例如CF3CH2、CF3CF2CH2、CF3(CF2)2CH2、CF3(CF2)3CH2CH2、(CF3)2CH、CF3(CF2)7CH2CH2、H(CF2)2CH2、H(CF2)3CH2、H(CF2)4CH2、CF3C=O、CF3CF2C=O、CF3(CF2)6C=O、CF3(CF2)7C=O等，而從表面濃縮性、水解性、脫離性的觀點看來，係以CF3CH2、CF3CF2CH2、CF3(CF2)2CH2、CF3(CF2)3CH2CH2、CF3C=O、CF3CF2C=O為佳，以CF3CH2、CF3CF2CH2為更佳。
上述一般式(1)中R22中的矽氧烷殘基可列舉例如(Si(OR22)2O)nR22等(式中，R22與上述R22中的1價有機基相同)。
上述一般式(1)中R23可為相同或相異，而為可含有氟原子及/或氯原子之具有螯合化能力的有機基，從表面濃縮性、水解性、脫離性的觀點看來，以碳數為1~20 ，2~10為佳。
在本發明中，藉由使用鍵結有這種具有螯合化能力的有機基的有機金屬化合物，可使得貯藏安定性、反應性、溶解性、相溶性更加優異。
可成為這種具有螯合化能力的有機基的化合物，係以例如2,4-戊二酮、2,4-庚二酮等的β-二酮類、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、乙醯醋酸丁酯等的酮酯類、乳酸、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸銨鹽、水楊酸、水楊酸甲酯、水楊酸乙酯、蘋果酸、蘋果酸乙酯、酒石酸、酒石酸乙酯等的羥基羧酸類或其酯、鹽類、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、4-羥基-2-戊酮、4-羥基-2-庚酮、4-羥基-4-甲基-2-庚酮等的酮醇類、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基單乙醇胺、N-乙基單乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺等的胺醇類、丙二酸二乙酯、羥甲基三聚氰胺、羥甲基尿素、羥甲基丙烯醯胺等的烯醇性活性氫化合物類等為佳，從表面濃縮性的觀點看來，這些氫原子的全部或一部分經氟原子及/或氯原子取代的化合物等為更佳。
上述一般式(1)中金屬原子M可列舉例如B、Al、Ga、In、Tl、Sc、Y、La、Ac、Si、Ge、Sn、Pb、Ti、Zr、Hf、As、Sb、Bi、V、Nb、Ta、Te、Po、Cr、Mo、W、At、Mn、Tc、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等、而從合成及取得的便利性的觀點看來，係以Al、Ti、B、Zr或Si為佳，以Si為特佳。
另外，本發明中之寡聚物或共寡聚物可列舉直鏈狀、 支鏈狀、環狀、三維化等的寡聚物或共寡聚物。
本發明中的寡聚物或共寡聚物的聚合度係以2~100為佳，以4~20為更佳。若聚合度變小，則寡聚物或共寡聚物容易變成低沸點，在塗裝時容易揮發，變得不易被塗膜吸收。若聚合度超過100，則在合成時難以控制聚合度，或寡聚物或共寡聚物的黏度容易變高，而會有作業性差的傾向。但是，寡聚物或共寡聚物在一般式(1)之中，d為4、e與f為0及M為Si且具有氟原子時，從塗膜外觀、耐下垂性、耐鹼性的觀點看來，其聚合度係以超過4而在30以下為佳。
藉由在耐候性有機材料中添加具有水解性離去基的有機金屬化合物、其寡聚物及/或2種以上的該有機金屬化合物之共寡聚物所得到的經過親水化的樹脂之中，可添加硬化劑。
硬化劑可列舉例如異氰酸酯化合物、封閉異氰酸酯化合物、三聚氰胺樹脂、二元酸、含非水解性基的矽烷化合物、環氧化合物或酸酐等，而從耐候性、耐酸雨性的觀點看來，係以異氰酸酯、封閉異氰酸酯、環氧化合物為佳。
上述異氰酸酯化合物、封閉異氰酸酯化合物可列舉例如2,4-甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷4-,4'-二異氰酸酯、茬二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、離胺酸甲酯二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、正戊烷-1,4-二異氰酸酯、該等的三聚物、該等的加成物或縮二脲體、該等的聚合物且具有2 個以上的異氰酸酯基；以及封閉化的異氰酸酯類等，然而並不受該等所限定。
異氰酸酯與耐候性有機材料之混合比例以NCO/OH(莫耳比)而計係以0.5~5.0為佳，以0.8~1.2為較佳。另外，在異氰酸酯為濕氣硬化型的情況係以1.1~1.5為佳。
上述三聚氰胺樹脂除了可列舉例如三聚氰胺樹脂之外，還可列舉使三聚氰胺羥甲基化的羥甲基化三聚氰胺樹脂、使羥甲基化三聚氰胺以甲醇、乙醇、丁醇等的醇類醚化的烷醚化三聚氰胺樹脂等，然而並不受該等所限定。
上述環氧化合物可列舉例如下述式所表示之化合物等，然而並不受該等所限定。
上述酸酐可列舉例如苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、焦 蜜石酸酐、1,2-環己基二羧酸酐、琥珀酸酐、馬來酸酐等，然而並不受該等所限定。
另外，富馬酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、1,2-環己基二羧酸等的二元酸亦可作為硬化劑來使用。
硬化觸媒可列舉例如有機錫化合物、有機酸性磷酸酯、有機鈦酸酯化合物、酸性磷酸酯與胺之反應物、飽和或不飽和之多價羧酸或其酸酐、有機磺酸、胺系化合物、鋁螯合化合物、鈦螯合化合物、鋯螯合化合物等。
上述有機錫化合物的具體例可列舉二丁基錫二月桂酸酯、二丁基錫馬來酸酯、二辛基錫馬來酸酯、二丁基錫二醋酸酯等。
上述有機酸性磷酸酯的具體例可列舉下述式所表示之化合物等。
上述有機鈦酸酯化合物可列舉例如四丁基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯、三乙醇胺鈦酸酯等的鈦酸酯。
進一步而言，上述胺系化合物的具體例可列舉例如丁胺、辛胺、二丁胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙三胺、三乙四胺、油胺、環己胺、苄胺、二乙基胺基丙胺、茬二胺、三乙二胺、胍、二苯胍、2,4,6-參(二甲基 胺基甲基)酚、嗎啉、N-甲基嗎啉、1,8-二氮雜雙環(5.4.0)十一烯-7(DBU)等的胺系化合物，以及該等物質與羧酸等形成的鹽、由過剩的多胺與多元酸所得到的低分子量聚醯胺樹脂、過剩的多胺與環氧化合物之反應生成物等。
上述螯合化合物的具體例可列舉參(乙醯醋酸乙酯)鋁、參(乙醯丙酮)鋁、肆(乙醯丙酮)鋯、二異丙氧基‧雙(乙醯醋酸乙酯酯)鈦酸酯等。
(VII)不具有官能基的氟樹脂可採用日本特公昭43-10363號、日本特開平3-28206號、日本特開平4-189879號等的各公報所記載之偏二氟乙烯之單獨聚合物或共聚物等，亦可摻合於具有上述官能基的樹脂。另外，在使用不具有官能基的樹脂的情況，不一定要使用硬化劑或硬化觸媒。
進一步而言，耐候性有機材料其他還可使用以下的硬化性樹脂組成物(VIII)。硬化性樹脂組成物(VIII)係含有：(A)使含有氟烯烴單元及含羥基的自由基聚合性不飽和單體單元的含羥基的含氟共聚物(A-1)與具有1個異氰酸酯基與至少1個自由基聚合性不飽和基之含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)之反應生成物；及(B)丙烯酸單體。
含有羥基的含氟共聚物(A-1)中的氟烯烴單元可列舉四氟乙烯(TFE)單元、氯三氟乙烯(CTFE)單元、氟乙烯(VF)單元、偏二氟乙烯(VdF)單元、六氟丙烯( HFP)單元、三氟乙烯(TrFE)單元、全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)單元等的1種或2種以上，PAVE單元可列舉全氟甲基乙烯基醚單元、全氟丙基乙烯基醚單元。
含有TFE單元的2種以上的單元的組合可列舉TFE/HFP單元、TFE/PAVE單元、TFE/乙烯單元、TFE/乙烯基醚單元、TFE/乙烯酯單元、TFE/乙烯酯/乙烯基醚單元、TFE/乙烯基醚/烯丙基醚單元等。該等之中，從與含有乙烯性不飽和基的單體混合良好的觀點看來，係以TFE/乙烯單元、TFE/乙烯基醚單元、TFE/乙烯酯單元、TFE/乙烯酯/乙烯基醚單元、TFE/乙烯基醚/烯丙基醚單元等為佳。
含有CTFE單元的2種以上的單元之組合可列舉CTFE/HFP單元、CTFE/PAVE單元、CTFE/乙烯單元、CTFE/乙烯基醚單元、CTFE/乙烯酯單元、CTFE/乙烯酯/乙烯基醚單元、CTFE/乙烯基醚/烯丙基醚單元等。該等之中，從與含有乙烯性不飽和基的單體混合良好的觀點看來，係以CTFE/乙烯單元、CTFE/乙烯基醚單元、CTFE/乙烯酯單元、CTFE/乙烯酯/乙烯基醚單元、CTFE/乙烯基醚/烯丙基醚單元等為佳。
同樣地，含有HFP單元的2種以上的單元之組合可列舉CTFE/HFP單元、TFE/HFP單元、HFP/乙烯基醚單元、HFP/乙烯酯單元、HFP/乙烯酯/乙烯基醚單元、HFP/乙烯基醚/烯丙基醚單元等。該等之中，從與含有乙烯性不飽和基的單體混合良好的觀點看來，係以HFP/乙烯基醚單 元、HFP/乙烯酯單元、HFP/乙烯酯/乙烯基醚單元、HFP/乙烯基醚/烯丙基醚單元等為佳。
含有VdF單元的2種以上的單元之組合可列舉VdF/TFE單元、VdF/HFP單元、VdF/TFE/HFP單元、VdF/CTFE單元、VdF/TFE/PAVE單元、VdF/CTFE/TFE單元、VdF/CTFE/HFP單元等。該等之中從，與含有乙烯性不飽和基的單體混合良好的觀點看來，係以在聚合物中含有VdF單元50莫耳%以上為佳。
含羥基的含氟共聚物(A-1)中的含羥基的自由基聚合性不飽和單體單元的具體例可列舉例如下述式所表示之羥烷基乙烯基醚或羥烷基烯丙基醚。
(此處，式中，R1為-OR2或-CH2OR2(但是R2為具有羥基的烷基))R2為例如在碳數1~8之直鏈狀或支鏈狀烷基鍵結有1~3個羥基，宜為1個羥基的基團。這些例子可列舉例如2-羥乙基乙烯基醚單元、3-羥丙基乙烯基醚單元、2-羥丙基乙烯基醚單元、2-羥基-2-甲基丙基乙烯基醚單元、4-羥丁基乙烯基醚單元、4-羥基-2-甲基丁基乙烯基醚單元、5-羥戊基乙烯基醚單元、6-羥己基乙烯基醚單元、2-羥乙基烯丙基醚單元、4-羥丁基烯丙基醚單元、乙二醇單烯丙基醚單元、二乙二醇單烯丙基醚單元、三乙二醇單烯丙基醚單元、甘油單烯丙基醚單元，而該等之中，特別是碳數為3~8之羥烷基乙烯基醚，從容易聚合這樣 的觀點看來，其中以4-羥丁基乙烯基醚單元或2-羥乙基乙烯基醚單元為佳。
從提高與丙烯酸單體的溶解性這樣的觀點看來，含羥基的含氟共聚物(A-1)係以進一步含有不含羥基的非氟乙烯基醚單元及/或非氟乙烯酯單元為佳。
含羥基的含氟共聚物(A-1)中的不含羥基的非氟乙烯基醚單元及/或非氟乙烯酯單元的具體例可列舉例如下述式所表示之烷基乙烯基醚或烷基烯丙基醚。
(此處，式中，R3為-OR4、-COOR4或-OCOR4(但是R4為烷基))R4為例如碳數1~8之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基。這些例子係以例如環己基乙烯基醚單元、甲基乙烯基醚單元、乙基乙烯基醚單元、丙基乙烯基醚單元、正丁基乙烯基醚單元、異丁基乙烯基醚單元、醋酸乙烯酯單元、丙酸乙烯酯單元、酪酸乙烯酯單元、異酪酸乙烯酯單元、特戊酸乙烯酯單元、己酸乙烯酯單元、叔碳酸乙烯酯單元、月桂酸乙烯酯單元、硬脂酸乙烯酯單元、環己基羧酸乙烯酯單元為佳。另外，從耐候性、溶解性、廉價性優異的觀點看來，叔碳酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、環己基羧酸乙烯酯、醋酸乙烯酯為佳。這些物質之中，從耐藥品性的觀點看來，非芳香族系羧酸乙烯酯，特別是羧酸之碳數為6以上的羧酸乙烯酯、更佳為羧酸之碳數為9以上的羧酸乙烯酯為佳。羧酸乙烯酯中的羧酸之碳 數之上限為20以下，進一步以15以下為佳。具體例係以叔碳酸乙烯酯為最佳。
在含羥基的含氟共聚物(A-1)中亦可含有含羧基的單體單元。
含羧基的單體單元含有羧基而不含羥基與芳香族基，在這點與其他單元相異。含羧基的單體單元在調製硬化性樹脂組成物的情況，係具有含羥基的含氟共聚物(A-1)之分散性、改善硬化反應性，改善所得到的塗膜的光澤、硬度、對基材的密著性等的作用。
含羧基的單體單元可列舉例如下述式： (此處，式中，R3、R4及R5為相同或相異，任一者皆為氫原子、烷基、羧基或酯基、n為0或1)、或下述式所表示之含羧基的乙烯基單體等。
(此處，式中，R6及R7為相同或相異，任一者皆為飽和或不飽和之直鏈或環狀烷基、n為0或1、m為0或1)
具體例可列舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、巴豆酸、桂皮酸、3-烯丙氧基丙酸、伊康酸、伊康酸單酯、馬來酸、馬來酸單酯、馬來酸酐、富馬酸、富馬酸單酯、苯二甲酸乙烯酯、焦蜜石酸乙烯酯等的1種或2種以 上，這些物質之中，以單獨聚合性低的巴豆酸、伊康酸、馬來酸、馬來酸單酯、富馬酸、富馬酸單酯、3-烯丙氧基丙酸為佳。
含羧基的單體單元的比例之下限為0.1莫耳%，宜為0.4莫耳%，上限為2.0莫耳%，宜為1.5莫耳%。若超過2.0莫耳%，則從塗膜之硬化速度的觀點看來為不佳。
含羥基的含氟共聚物(A-1)的具體例可列舉例如： (此處，式中，a、b及c之比率以莫耳比而計為，a：b：c=40~60：3~15：5~45)； (此處，式中，a、b、c及d之比率以莫耳比而計為，a：b：c：d=40~60：3~15：5~45：5~45)； (此處，式中，a、b、c及d之比率以莫耳比而計為，a： b：c：d=40~60：3~15：5~45：5~45)； (此處，式中，a、b、c及d之比率以莫耳比而計為，a：b：c：d=40~60：3~15：5~45：5~45，i-Bu意指異丁基)；四氟乙烯/叔碳酸乙烯酯/羥丁基乙烯基醚；四氟乙烯/叔碳酸乙烯酯/羥乙基乙烯基醚/第三丁基安息香酸乙烯酯；四氟乙烯/叔碳酸乙烯酯/羥丁基乙烯基醚/巴豆酸；四氟乙烯/叔碳酸乙烯酯/羥乙基乙烯基醚/安息香酸乙烯酯/巴豆酸。
含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)中的自由基聚合性不飽和基可列舉甲基丙烯酸基、丙烯酸基、2-氟丙烯酸基、2-氯丙烯酸基，而聚合反應性、成本、合成的便利性的觀點看來甲基丙烯酸基、丙烯酸基，而其中以丙烯酸基為特佳。
含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)可列舉例如下述式所表示之烷基乙烯基醚或烷基烯丙基醚： (此處，式中，R5、R6或R7可相同或相異，而為氫原子 、氟原子、氯原子、碳數1~4之烷基，R8為-COO-R9-、-OCO-R9-或-O-R9-、(但是R9為碳數1~20之烷基))
含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)可列舉例如下述式所表示之2-異氰酸酯乙基丙烯酸酯：[化14]CH2=CHCO-O-CH2-CH2-NCO、下述式所表示之2-異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯： 、4-異氰酸酯丙烯酸丁酯、4-異氰酸酯甲基丙烯酸丁酯等。
進一步可列舉使多價異氰酸酯與不飽和一元醇發生反應所形成的反應生成物之中，具有1個異氰酸酯基的物質。多價異氰酸酯可列舉例如2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯與2,6-甲苯二異氰酸酯之混合異氰酸酯、P,P'-二苯甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、氫化茬二異氰酸酯等。另外，不飽和一元醇可列舉丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸4-羥丁酯、甲基丙烯酸4-羥丁酯等的具有丙烯醯基或甲基丙烯醯基的一元醇類、烯丙醇、烯丙基溶纖劑、三甲基丙烷二烯丙基醚等的具有烯丙基的一元醇類。從合成的便利性、高反 應性的程度看來，該等之中係以2-異氰酸酯丙烯酸乙酯或2-異氰酸酯甲基丙烯酸乙酯為佳。
反應生成物(A)是指使含羥基的含氟共聚物(A-1)中的羥基與含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)中的異氰酸酯基產生胺甲酸乙酯鍵而成的物質。
從耐候性、撥水撥油性、防污性良好這樣的觀點看來，反應生成物(A)之氟含量係以2質量%以上為佳，以5質量%以上為較佳，以10質量%以上為更佳。另外，從對於丙烯酸的溶解性良好這樣的觀點看來，反應生成物(A)之氟含量係以50質量%以下為佳，進一步以30質量%以下為較佳，以25質量%以下為更佳。
反應生成物(A)之分子量為數量平均分子量，且從調製硬化性組成物，硬化後的硬化物的強度、表面硬度的觀點看來，1000以上為佳，2000以上為較佳，3000以上為更佳。另外，反應生成物(A)之分子量為數量平均分子量，從且黏度增加，使用困難這樣的觀點看來，係以100000以下為佳，從對於丙烯酸的溶解性良好這樣的觀點看來，係以50000以下為較佳，從組成物的黏度低、使用性良好這樣的觀點看來，係以30000以下為更佳。
硬化性樹脂組成物(VIII)中的丙烯酸單體(B)是指具有1個或2個以上丙烯醯基、甲基丙烯醯基、2-氟丙烯醯基、2-氯丙烯醯基的單體，並且與具有自由基聚合性不飽和基的含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)相異。
從含羥基的含氟共聚物(A-1)的溶解性高、黏性低 這樣的觀點看來，丙烯酸單體(B)中的自由基聚合性不飽和基係以1個為佳，另外，從調製硬化性組成物，使其硬化後的硬化物之強度良好這樣的觀點看來，係以2個以上為佳，進一步而言，從硬化性組成物之硬化速度良好這樣的觀點看來，係以3個以上為較佳。
丙烯酸單體(B)具體而言，可列舉甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸正丁酯(nBMA)、甲基丙烯酸異丁酯(iBMA)、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯(MSPM)、甲基丙烯酸2-(苯基磷氧基)乙酯(phenyl-P)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基苯基)丙烷(BPDMA)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基乙氧基苯基)丙烷(Bis-MEPP)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷(Bis-MPEPP)、二(甲基丙烯醯氧基乙基)三甲基六亞甲基二胺甲酸乙酯(UDMA)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA或1G)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DiEDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TriEDMA)、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,4-BuDMA)、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,3-BuDMA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(16HZ6)等的甲基丙烯酸酯單體；甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸2-羥基-3-(β-萘氧基)丙酯(HNPM)、N-苯基- N-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基)丙基甘胺酸(NPG-GMA)、2,2-雙[4-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙氧基)苯基]丙烷(Bis-GMA)等的含羥基的甲基丙烯酸酯單體等。另外還可例示該等所對應的各丙烯酸酯、各2-氯丙烯酸酯。
另外，含氟丙烯酸單體的例子可例示上述甲基丙烯酸酯單體或含羥基的甲基丙烯酸酯單體所對應的2-氟丙烯酸酯、CH2=C(CH3)COOCH2CF3(3FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF2H(4FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF3(5FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF2CFHCF3(6FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)3CF2H(8FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)3CF3(9FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)5CF2H(12FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)5CF3(13FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)7CF3(17FMA)、CH2=C(CH3)COOCH(CF3)2(HFIP-MA)、CH2=C(CH3)COOCH2CCH3(CF3)2(6FNP-MA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)OCF2CF2CF3(6FOn1-MA)、另外還可例示該等所對應的各丙烯酸酯、各2-氟丙烯酸酯、各2-氯丙烯酸酯。
上述2-氟丙烯酸酯可例示例如CH2=CFCOOCH2CF2CF2H(4FFA)、CH2=CFCOOCH2CF2CF3(5FFA)、 CH2=CFCOOCH2(CF2)3CF2H(8FFA)、CH2=CFCOOCH2(CF2)5CF2H(12FFA)、CH2=CFCOOCH(CF3)2(HFIP-FA)等。
另外，若使用具有硬化性官能基的丙烯酸單體，則可得到密著性、耐藥品性、硬化性等優異的硬化物，故為適合。具有硬化性官能基的丙烯酸單體可列舉例如具有羥基、羧基、環氧基、胺基等的丙烯酸單體。具體例與先前所舉例的具體例重覆，而可例示例如(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、2-羥乙基乙烯基醚、(甲基)丙烯酸、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-胺乙酯、(甲基)丙烯酸2-胺丙酯等的含有硬化性官能基的丙烯酸單體等。
可列舉如以上所述般的丙烯酸單體，而從含羥基的含氟共聚物(A-1)、含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)及其反應生成物(A)之溶解性良好這樣的觀點看來，係以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯為佳。
反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的質量比係以95：5~5：95為佳，80：20~20：80為較佳，70：30~30：70為更佳。反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的質量比若脫離95：5，反應生成物(A)之質量變大，則會有黏性高、難以使用的傾向。另外，反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的質量比若脫離5：95，反應生成物(A)之質量變小，則氟含有率降低，因此會有使硬化性 組成物硬化後的硬化物的耐候性、撥水撥油性、防污性降低的傾向。
反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的比例從其他觀點看來，丙烯酸單體(B)係以相對於反應生成物(A)100質量份而言的10質量份以上為佳，40質量份以上為較佳，60質量份以上為更佳。若丙烯酸單體(B)之量變少，則會有黏性高、難以使用的傾向。另外，丙烯酸單體(B)係以相對於反應生成物(A)100質量份而言的1500質量份以下為佳，1200質量份以下為較佳，1000質量份以下為更佳。若丙烯酸單體(B)的量變多，則氟含有率降低，因此會有使硬化性組成物硬化後的硬化物的耐候性、撥水撥油性、防污性降低的傾向。
關於硬化性樹脂組成物在25℃的黏度，若黏性過低，則滴液現象多，反而使用性降低，因此以5mPa．s以上為佳，薄膜形成性良好這樣的觀點看來，10mPa．s以上為較佳，從硬化時的硬化收縮小這樣的觀點看來，以50mPa．s以上為更佳。另外，從使用性良好這樣的觀點看來，硬化性樹脂組成物在25℃的黏度係以100000mPa．s以下為佳，從在成型加工時，硬化性組成物遍布至所有的細部這樣的觀點看來，5000mPa．s以下為較佳，從在形成薄膜時整平性(表面平滑性)良好這樣的觀點看來，3000mPa．s以下為更佳。
硬化性樹脂組成物亦可進一步含有硬化劑。硬化劑為可與含羥基的含氟共聚物(A-1)的硬化反應性基發生反 應而交聯的化合物，通常可使用例如不具有不飽和鍵的異氰酸酯類或胺基樹脂類、酸酐類、聚環氧化合物、含異氰酸酯基的矽烷化合物等。
上述不具有不飽和鍵的異氰酸酯類的具體例可列舉例如2,4-甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯、茬二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、離胺酸甲酯二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、正戊烷-1,4-二異氰酸酯或該等的三聚物、該等的加成物或縮二脲體、該等的聚合物且具有2個以上的異氰酸酯基，以及封閉化的異氰酸酯類等，然而並不受該等所限定。
上述胺基樹脂類的具體例除了可列舉例如尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、甘脲樹脂之外，還可列舉使三聚氰胺羥甲基化的羥甲基化三聚氰胺樹脂、使羥甲基化三聚氰胺以甲醇、乙醇、丁醇等的醇類醚化的烷醚化三聚氰胺樹脂等，然而並不受該等所限定。
酸酐類的具體例可列舉例如苯二甲酸酐、焦蜜石酸酐、蜜石酸酐等，然而並不受該等所限定。
聚環氧化合物或含異氰酸酯基的矽烷化合物可使用例如日本特開平2-232250號公報、日本特開平2-232251號公報等所記載的物質。適合的例子可列舉例如： OCNC3H6Si(OC2H5)3、OCNC2H4Si(OCH3)3等。
硬化劑的摻合量為相對於前述含羥基的含氟共聚物(A-1)中之化學的硬化反應性基1當量而言的0.1~5當量，宜為0.5~1.5當量。本發明之組成物通常可在0~200℃硬化數分鐘至10天左右。
另外，在使硬化性樹脂組成物硬化時，使反應生成物(A)及丙烯酸單體(B)聚合時，藉由UV照射使其硬化，因此在硬化性樹脂組成物中亦可含有光聚合起始劑。光聚合起始劑具體而言，可列舉苯乙酮、氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、羥基苯乙酮、α-胺基苯乙酮等的苯乙酮系化合物；安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、苄基二甲基縮酮等的安息香系化合物；二苯酮、苯甲醯基安息香酸、苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯酮、羥基二苯酮、羥基-丙基二苯酮、丙烯酸化二苯酮、米其勒酮等的二苯酮系化合物；噻噸酮、氯噻噸 酮、甲基噻噸酮、二乙基噻噸酮、二甲基噻噸酮等的噻噸酮類；其他化合物可列舉苄基、α-醯基肟酯、醯基膦氧化物、乙醛酸酯、3-羰基香豆素、2-乙基蒽醌、樟腦醌、蒽醌等。
另外，亦可因應必要添加胺類、碸類、鋶類等的周知的光起始助劑。
硬化性樹脂組成物不含不具有自由基反應性基的有機溶劑及氟系溶劑，而從不需要在使硬化性樹脂組成物硬化之後將溶劑除去之步驟的觀點，以及沒有殘留溶劑造成耐熱性降低、強度的降低、白濁這些不良影響的觀點看來為適合。
硬化觸媒可使用1種，或可併用2種以上。合適的硬化觸媒可列舉有機錫化合物、鋁螯合化合物。
進一步可列舉酸性磷酸酯、酸性磷酸酯與胺之反應物、飽和或不飽和之多價羧酸或其酸酐、有機鈦酸酯化合物、胺系化合物、辛酸鉛等。
前述有機錫化合物的具體例可列舉二丁基錫二月桂酸酯、二丁基錫馬來酸酯、二辛基錫馬來酸酯、二丁基錫二醋酸酯、二丁基錫酞酸酯、辛酸錫、環烷酸錫、二丁基甲氧基錫等。
另外，前述酸性磷酸酯是指含有以下所表示之部分的磷酸酯 ，可列舉例如以下所表示之有機酸性磷酸酯等： (式中，b為1或2、R8表示有機殘基)。
具體而言可列舉以下所述的物質等：
前述有機鈦酸酯化合物可列舉例如四丁基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯、三乙醇胺鈦酸酯等的鈦酸酯。
進一步而言，前述胺系化合物的具體例可列舉例如丁胺、辛胺、二丁胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙三胺、三乙四胺、油胺、環己胺、苄胺、二乙基胺基丙胺、茬二胺、三乙二胺、胍、二苯胍、2,4,6-參(二甲基胺基甲基)酚、嗎啉、N-甲基嗎啉、1,8-二氮雜雙環(5.4.0)十一烯-7(DBU)等的胺系化合物、以及該等物質與羧酸等形成的鹽、由過剩的多胺與多元酸所得到的低分子量聚醯胺樹脂、過剩的多胺與環氧化合物之反應生成物 等。
硬化觸媒可使用1種，另外還可併用2種以上。硬化促進劑的摻合比例係以相對於共聚物100質量份而言的1.0×10-6~1.0×10-2質量份為佳，以5.0×10-5~1.0×10-3質量份為較佳。
上述耐候性有機材料與上述有機金屬化合物的摻合比例會依照目的或用途等而相異，而通常相對於耐候性有機材料100質量份而言有機金屬化合物佔0.1~50質量份，以1~30質量份為佳。若未滿0.1質量份，則會有親水化作用變得不足的傾向，若超過50質量份，則會有塗膜的外觀不良、與樹脂的相溶性降低的傾向。
進一步而言，耐候性有機材料其他還可使用以下的硬化性樹脂組成物(IX)。硬化性樹脂組成物(IX)係含有：(A)含有含氟原子及羥基的自由基聚合性不飽和單體單元之含羥基的含氟聚合物(A-1)與具有1個異氰酸酯基與至少1個自由基聚合性不飽和基之含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)之反應生成物；及(B)丙烯酸單體。
在含羥基的含氟共聚物(A-1)中的含羥基的自由基聚合性不飽和單體單元的具體例為例如式(I)所表示之含羥基的含氟的乙烯性單體： (此處，式中，X1及X2可相同或相異，為氟原子或氫原子；X3為氟原子、氫原子、氯原子、甲基、三氟甲基；R1 為至少含有1個以上羥基之碳數1~30之鏈狀或支鏈狀烷基、氟烷基、全氟烷基，且鏈中可含有醚鍵、酯鍵、胺甲酸乙酯鍵。但是，X1~X3及R1之任一者含有至少一個氟原子)
其中以式(II)所表示之含羥基的含氟的乙烯性單體為較佳。
(此處，式中，X1及X2可相同或相異，為氟原子或氫原子；X3為氟原子、氫原子、氯原子、甲基、三氟甲基；X4及X5可相同或相異，氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基；a為0~3之整數；b為0或1；R2至少含有1個以上羥基之碳數1~29之鏈狀或支鏈狀烷基、氟烷基、全氟烷基，且鏈中可含有醚鍵、酯鍵、胺甲酸乙酯鍵。但是，X1~X5及R2之任一者含有至少一個氟原子)
更加合適的含羥基的含氟的乙烯性單體如式(III)所表示： (此處，式中R3為至少含有1個以上羥基之碳數1~29之鏈狀或支鏈狀烷基、氟烷基、全氟烷基，鏈中亦可含有醚鍵、酯鍵、胺甲酸乙酯鍵)
接下來針對R1~R3所含有的羥基作說明。直接鍵結了羥基的碳原子一般而言，可依照鍵結了羥基的碳上所鍵結的碳數分類成1級碳、2級碳以及3級碳這3種。
首先是1級碳，而如R-CH2-OH般，鍵結了羥基的碳上所鍵結的碳數為1個的情形(此處R為碳數1以上的有機基)。
含羥基的1價有機基具體可列舉下述基團等：
接下來是2級碳，而如R-CR'H-OH般，鍵結了羥基的碳上所鍵結的碳數為2個的情形(此處R、R'為碳數1以上的有機基)。
含羥基的1價有機基具體可列舉下述基團等：
然後是3級碳，而如R-CR'R"-OH般，鍵結了羥基的碳上所鍵結的碳數為3個的情形(此處R、R'、R"為碳數1以上的有機基)。含羥基的1價有機基具體可列舉下 述基團等：
從立體障礙的觀點看來，該等之中係以鍵結於1級及2級碳的羥基為佳，而從反應性的觀點，較佳為鍵結於1級碳的羥基。
接下來，將如上述所示般具有鍵結於1級~3級碳的羥基之碳數1~10之含羥基的1價有機基定為Y1，使用Y對於具體的R1~R3的構造作說明。此處Y為Y1或只表示羥基。
可列舉下述基團等： (式中，1、m及n為整數，1為1~10、m為1~10、n為1~5)
(此處，式中，X4、X7為F或CF3、X5、X6為H或F，o+p+q為1~10；r為0或1；s、t為0或1)。
式(III)的具體例可列舉下述基團等：
進一步詳細可列舉下述基團等：
從對於丙烯酸單體的溶解性、與異氰酸酯基(-NCO)的反應性的觀點看來，該等之中係以下述基團為特佳。
含羥基的含氟聚合物在不損及對於丙烯酸的溶解性的範圍，在構造單元中亦可進一步含有不含羥基的單體單元。關於這種單體單元的具體例，在國際公開第02/18457號小冊子記載之構造單元A或M之中不具有羥基的單體單元全部皆可採用。
其中，對於丙烯酸單體的溶解性的觀點看來，尤其以下述基團為佳：-CH2-CF2-、-CH2-CF(CF3)-、
從對於丙烯酸單體的溶解性、與NCO的反應性的觀點看來，含羥基的含氟聚合物具體可列舉下述物質等： (此處，式中，p與q之比以莫耳比而計為20/80~99/1)
含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)中的自由基聚合性不飽和基可列舉甲基丙烯酸基、丙烯酸基、2-氟丙烯酸基、2-氯丙烯酸基，而從聚合反應性、成本、合成的便利性的觀點看來甲基丙烯酸基、丙烯酸基，而其中以丙烯 酸基為特佳。
含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)可列舉例如式(IV)所表示之烷基乙烯基醚或烷基烯丙基醚， (此處，式中，R4、R5或R6可相同或相異，氫原子、氟原子、氯原子、碳數1~4之烷基，R7為-COO-R8-、-OCO-R8-或-O-R8-(但是R8為碳數1~20之烷基))
含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)可列舉例如式(V)：CH2=CHCOOCH2CH2NCO (V)所表示之2-異氰酸酯丙烯酸乙酯、式(VI)：CH2=C(CH3)COOCH2CH2NCO (VI)所表示之2-異氰酸酯甲基丙烯酸乙酯、式(VII)所表示之化合物： 、4-異氰酸酯丙烯酸丁酯、4-異氰酸酯甲基丙烯酸丁酯等。
進一步可列舉使多價異氰酸酯與不飽和一元醇發生反應所形成的反應生成物之中，具有1個異氰酸酯基。多價異氰酸酯可列舉例如2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異 氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯與2,6-甲苯二異氰酸酯之混合異氰酸酯、P,P'-二苯甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、氫化茬二異氰酸酯等。另外，不飽和一元醇可列舉丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸4-羥丁酯、甲基丙烯酸4-羥丁酯等的具有丙烯醯基或甲基丙烯醯基的一元醇類、烯丙醇、烯丙基溶纖劑、三甲基丙烷二烯丙基醚等的具有烯丙基的一元醇類。從合成的便利性、高反應性的程度看來，該等之中以2-異氰酸酯丙烯酸乙酯或2-異氰酸酯甲基丙烯酸乙酯為佳。
反應生成物(A)是指使含羥基的含氟聚合物(A-1)中的羥基與含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)中的異氰酸酯基產生胺甲酸乙酯鍵而成的物質。
從耐候性、撥水撥油性、防污性良好這樣的觀點看來，反應生成物(A)之氟含量係以20質量%以上為佳，從在可見光至近紅外光區的廣波長範圍透明性良好這樣的觀點看來，40質量%以上為較佳，50質量%以上為更佳。另外，從對於丙烯酸的溶解性良好這樣的觀點看來，反應生成物(A)之氟含量係以75質量%以下為佳，以70質量%以下為較佳，以65質量%以下為更佳。
反應生成物(A)的分子量為數量平均分子量，且從調製硬化性組成物使其硬化後的硬化物之強度、表面硬度良好這樣的觀點看來1000以上為佳，2000以上為較佳， 3000以上為更佳。
另外，反應生成物(A)之分子量為數量平均分子量，且從黏度不會增加，使用性良好這樣的觀點看來，係以500000以下為佳，從對於丙烯酸的溶解性良好這樣的觀點看來，係以100000以下為較佳，從組成物之黏度低、使用性良好這樣的觀點看來，係以50000以下為更佳。
硬化性樹脂組成物(IX)中的丙烯酸單體(B)是指具有1個或2個以上丙烯醯基、甲基丙烯醯基、2-氟丙烯醯基、2-氯丙烯醯基的單體，並且與具有自由基反應基的含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)相異。
從含羥基的含氟聚合物(A-1)的溶解性高、黏性低這樣的觀點看來，丙烯酸單體(B)中的自由基聚合性不飽和基係以1個為佳，另外，從調製硬化性組成物使其硬化後的硬化物之強度良好這樣的觀點看來，以2個以上為佳，進一步而言，從硬化性組成物之硬化速度良好這樣的觀點看來，係以3個以上為較佳。
丙烯酸單體(B)具體而言，可列舉甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸正丁酯(nBMA)、甲基丙烯酸異丁酯(iBMA)、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯(MSPM)、甲基丙烯酸2-(苯基磷氧基)乙酯(phenyl-P)、甲基丙烯酸2-羥基-3-(β-萘氧基)丙酯(HNPM)、N-苯基-N-(2-羥基- 3-甲基丙烯醯氧基)丙基甘胺酸(NPG-GMA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA或1G)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DiEDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TriEDMA)、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,4-BuDMA)、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,3-BuDMA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(16HX)、2,2-雙[4-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙氧基)苯基]丙烷(Bis-GMA)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基苯基)丙烷(BPDMA)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基乙氧基苯基)丙烷(Bis-MEPP)、2,2-雙(4-甲基丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷(Bis-MPEPP)、二(甲基丙烯醯氧基乙基)三甲基六亞甲基二胺甲酸乙酯(UDMA)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPEHA)等。另外還可例示該等所對應的各丙烯酸酯、各2-氟丙烯酸酯、各2-氯丙烯酸酯。
另外，含氟丙烯酸單體的例子可例示：CH2=C(CH3)COOCH2CF3(3FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF2H(4FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF3(5FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF2CFHCF3(6FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)3CF2H(8FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)3CF3(9FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)5CF2H(12FMA)、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)5CF3(13FMA)、 CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)7CF3(17FMA)、CH2=C(CH3)COOCH(CF3)2(HFIP-MA)、CH2=C(CH3)COOCH2CCH3(CF3)2(6FNP-MA)、CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)OCF2CF2CF3(6FOn1-MA)；以及該等所對應的各丙烯酸酯、各2-氟丙烯酸酯、各2-氯丙烯酸酯。
上述2-氟丙烯酸酯可例示例如CH2=CFCOOCH2CF2CF2H(4FFA)、CH2=CFCOOCH2CF2CF3(5FFA)、CH2=CFCOOCH2(CF2)3CF2H(8FFA)、CH2=CFCOOCH2(CF2)5CF2H(12FFA)、CH2=CFCOOCH(CF3)2(HFIP-FA)等。
可列舉如以上所述般的丙烯酸單體，而從含羥基的含氟聚合物(A-1)、含異氰酸酯基的不飽和化合物(A-2)及其反應生成物(A)之溶解性良好這樣的觀點看來，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯為佳。
反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的質量比係以95：5~5：95為佳，以80：20~20：80為較佳，以70：30~30：70為更佳。反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的質量比若脫離95：5，反應生成物(A)的質量變大，則會有黏性高，變得難以使用的傾向。另外，反應生成物(A)與丙烯酸單體(B)的質量比若脫離5：95，反應生成物(A)的質量變小，則氟含有率降低，因此使硬化 性組成物硬化後的硬化物會有耐候性、撥水撥油性、防污性降低的傾向。
關於硬化性樹脂組成物在30℃的黏度，若黏性過低，則滴液現象多，反而導致使用性降低，因此5mPa．s以上為佳，從薄膜形成性良好這樣的觀點看來，係以10mPa．s以上為較佳，從硬化時的硬化收縮小這樣的觀點看來，係以50mPa．s以上為更佳。另外，從使用性良好這樣的觀點看來，硬化性樹脂組成物在30℃的黏度係以100000mPa．s以下為佳，從在成型加工時，硬化性組成物遍布至所有的細部這樣的觀點看來，係以50000mPa．s以下為較佳，從在形成薄膜時整平性(表面平滑性)良好這樣的觀點看來，係以20000mPa．s以下為更佳。
硬化性樹脂組成物(IX)亦可進一步含有硬化劑。硬化劑通常可使用與含羥基的含氟聚合物(A-1)的硬化反應性基發生反應而交聯的化合物，例如不具有不飽和鍵的異氰酸酯類或胺基樹脂類、酸酐類、聚環氧化合物、含異氰酸酯基的矽烷化合物等。
前述不具有不飽和鍵的異氰酸酯類的具體例可列舉例如2,4-甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯、茬二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、離胺酸甲酯二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、正戊烷-1,4-二異氰酸酯或該等的三聚物、該等的加成物或縮二脲體、該等的聚合物且具有2個以上的異氰酸酯基，以及封閉化的異氰酸酯類等，然而 並不受該等所限定。
前述胺基樹脂類的具體例除了可列舉例如尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、甘脲樹脂之外，還可列舉使三聚氰胺羥甲基化的羥甲基化三聚氰胺樹脂、使羥甲基化三聚氰胺以甲醇、乙醇、丁醇等的醇類醚化的烷醚化三聚氰胺樹脂等，然而並不受該等所限定。
酸酐類的具體例可列舉例如苯二甲酸酐、焦蜜石酸酐、蜜石酸酐等，然而並不受該等所限定。
聚環氧化合物或含異氰酸酯基的矽烷化合物可使用例如日本特開平2-232250號公報、日本特開平2-232251號公報等所記載的物質。適合的例子可列舉例如： OCNC3H6Si(OC2H5)3、OCNC2H4Si(OCH3)3等。
硬化劑的摻合量係相對於前述含羥基的含氟聚合物(A-1)中之硬化反應性基的1化學當量而言的0.1~5當量 ，宜為0.5~1.5當量。本發明之組成物通常可在0~200℃硬化數分鐘至10天左右。
另外，在使硬化性樹脂組成物硬化時，係在使反應生成物(A)及丙烯酸單體(B)聚合時藉由UV照射使其硬化，因此在硬化性樹脂組成物中亦可含有光聚合起始劑。光聚合起始劑具體而言，可列舉苯乙酮、氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、羥基苯乙酮、α-胺基苯乙酮等的苯乙酮系化合物；安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、苄基二甲基縮酮等的安息香系化合物；二苯酮、苯甲醯基安息香酸、苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯酮、羥基二苯酮、羥基-丙基二苯酮、丙烯酸化二苯酮、米其勒酮(Michler ketone)、2-羥基-2-甲基丙苯酮等的二苯酮系化合物；噻噸酮、氯噻噸酮、甲基噻噸酮、二乙基噻噸酮、二甲基噻噸酮等噻噸酮類；其他化合物如苄基、α-醯基肟酯、醯基膦氧化物、乙醛酸酯、3-羰基香豆素、2-乙基蒽醌、樟腦醌、蒽醌等。
另外還可因應必要添加胺類、碸類、鋶類等的周知的光起始助劑。
硬化性樹脂組成物(IX)不含不具有自由基反應性基的有機溶劑及氟系溶劑，而從不需要在使硬化性樹脂組成物硬化之後將溶劑除去之步驟的觀點，以及沒有殘留溶劑造成耐熱性降低、強度的降低、白濁這些不良影響的觀點看來為適合。
另外，硬化性樹脂組成物(IX)亦與硬化性樹脂組成 物(VIII)同樣可使用先前例示的硬化觸媒。
進一步而言，亦可依照用途在耐候性有機材料中摻合有機溶劑。
有機溶劑可列舉例如二甲苯、甲苯、SOLVESSO 100、SOLVESSO 150、己烷等的烴系溶劑、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸乙二醇單甲醚、醋酸乙二醇單乙醚、醋酸乙二醇單丁醚、醋酸二乙二醇單甲醚、醋酸二乙二醇單乙醚、醋酸二乙二醇單丁醚、醋酸乙二醇、醋酸二乙二醇等的酯系溶劑、二甲醚、二乙醚、二丁醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、四氫呋喃等的醚系溶劑、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、丙酮等的酮系溶劑、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基乙醯胺、乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N-甲基甲醯胺等的醯胺系溶劑、二甲亞碸等的磺酸酯系溶劑、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇(聚合度3~100)、CF3CH2OH、F(CF2)2CH2OH(CF3)2CHOH、F(CF2)3CH2OH、F(CF2)4C2H5OHH(CF2)2CH2OH、H(CF2)3CH2OH、H(CF2)4CH2OH等的醇系溶劑等，而從相溶性、塗膜外觀、貯藏安定性的觀點看來，係以低級醇、低級氟醇等的醇系溶劑為佳。
耐候性有機材料與醇系溶劑之摻合比例係相對於耐候 性有機材料100質量份而言，醇占1~50質量份，從硬化性、塗膜外觀的觀點看來，係以1~25質量份為更佳。
另外，在硬化劑像常溫硬化型的異氰酸酯等這樣，與醇反應性高的情況，進一步以1~15質量份為佳，醇的種類亦以2級或3級醇為佳。
在親水化塗料中進一步可摻合紫外線吸收劑、矽烷偶合劑及/或親水化促進劑等。
摻合紫外線吸收劑時可對塗膜賦予基材保護性或耐候性的改善作用。具體例適合為例如二苯酮系及苯并三唑系紫外線吸收劑、氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑，該等之中，在二苯酮系的情況，以2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基二苯酮、2,2'-二羥基-4-甲氧基二苯酮及2,2',4,4'-四羥基二苯酮為有效的，在苯并三唑系的情況，以2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)-5,6-二氯苯并三唑)、2-(2'-羥基-5'-第三丁基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-5-氯-苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-苯基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-第三丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)苯并三唑及2-(2'-羥基-5'-第三辛基苯基)苯并三唑為有效的。
氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑可有效地使用例如2-乙基己基2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯等。
特別適合的紫外線吸收劑為下述式所表示的類型的物 質： (此處，式中，R10及R11相同或相異，任一者皆表示氫原子、低級烷基、尤其是支鏈狀低級烷基、或芳香基，特別是苯基，X為氫原子或鹵素原子、特別是氯原子)。另外，氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑不易受水解的影響，故為特佳。
矽烷偶合劑可重覆塗在塗膜而賦予接著性。就其具體例而言，例如上述矽烷偶合劑可列舉甲基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、3-(縮水甘油氧基)丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-三甲氧基甲矽烷基丙基異氰酸酯、3-三乙氧基甲矽烷基丙基異氰酸酯、甲基參(乙基甲基酮肟)矽烷等，以含有烷酮肟基或異氰酸酯基為佳。特別是從重塗性良好的觀點看來，係以具有異氰酸酯基或環氧基的矽烷偶合劑為佳。
藉由添加親水化促進劑，在本發明中，有助於使具有高親水化能力的有機金屬化合物水解，促進塗膜表面的親水化。另外，在有機材料中之塗料用樹脂為硬化型的情況 ，有助於促進塗膜的硬化。具體例可列舉上述硬化觸媒所列舉的物質。親水化的觀點看來，有機錫化合物、鋁螯合化合物為佳。
其他，在耐候性有機材料中還可摻合例如增黏劑、均勻劑、消泡劑、造膜助劑、HALS、消光劑、填料、膠狀二氧化矽、防黴劑、防結皮劑、抗氧化劑、阻燃劑、下垂防止劑、抗靜電劑、防銹劑、水溶性樹脂(聚乙烯醇、聚環氧乙烷等)等的添加劑。
形成由有機材料所構成之薄膜之方法可因應用途採用適當的周知的方法。例如在必須控制膜厚的情況，可採用輥式塗佈法、凹版塗佈法、微凹版塗佈法、流動塗佈法、棒式塗佈法、噴霧塗佈法、模具塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法等。
硬化方法是選擇對於材料而言最適合的方式，而通常可使用熱壓印法或光壓印法之任一者。在熱壓印法的情況，使用熱塑性材料，使其在高溫與模具密合之後，降低溫度進行脫模。在光壓印的情況，使用光硬化性的樹脂或溶膠‧凝膠材料等，使材料流進模具之後，主要藉由照射紫外線使材料硬化，然後進行脫模。在脫模時，脫模劑亦可採用並且塗佈OPTOOL DSX(商品名，Daikin工業股份有限公司製)、DURASURF HD-1100、2100系列(商品名，Harves公司製)等的以往周知的脫模劑。
聚光薄膜係以使相對於該聚光薄膜的法線方向以0~89°的角度入射的光線中平均80%以上聚光為佳。使用以 往的電腦全像片的平面在薄膜的情況只能製作具有二元調光層次的圖型之聚光薄膜，因此無法使相對於聚光薄膜的面內方向以淺的角度入射的光線充分聚光。本發明之聚光薄膜具有多調光層次圖型，因此即使是以0~89°的角度入射的光線，亦可使聚光率成為平均80%以上。相對於聚光薄膜的法線方向以0~89°的角度入射的光線包含入射至具有多調光層次圖型的區域的光線的情形亦為適合。上述聚光率可藉由使用感光元件的方法作測定，而亦可藉由使用光學設計軟體ZEMAX(TEM股份有限公司製)的模擬來計算。
聚光薄膜的厚度只要依照使用的用途適當地設定即可，而以例如0.03~20mm的厚度為佳。較佳為0.1~5mm。只要是上述範圍的厚度，則可適合作為太陽能電池用的聚光薄膜來使用。
上述膜厚係使用膜厚計測定聚光薄膜的最大厚度。
聚光薄膜的黃變度△YI值係以20以下為佳。較佳為10以下，更佳為5以下。
黃變度△YI值係藉由色差計，對於在105℃、100%RH的氣體環境下進行飽和蒸氣加壓測試200小時的聚光薄膜作測定所得到的值。
本發明之聚光薄膜即使是入射光為相對於聚光薄膜的面內方向而言以淺的角度入射的光線，也可使其聚光，能夠以高效率進行聚光。因此，在使用於太陽能電池模組的情況，不需要設計成在早中晚分別因應太陽方向而改變太 陽能電池方向的追蹤型太陽能電池，能夠以非追蹤的方式實現高效率的發電效率(全方位的聚光)。藉此，與以往的太陽能電池相比，可使成本較低，設備更為簡易。
本發明之聚光薄膜除了適合於例如太陽能電池、或大樓、商業設施、一般在家庭等的照明用的聚光用途之外，還適合於微流體元件、光學元件、儲存媒體、LED擴散板等的用途。上述微流體元件可列舉例如微反應器晶片、微型全分析系統(Micro-TAS)。
上述光學元件可列舉例如微透鏡、光學元件。本發明之物品進一步還可列舉生物晶片、抗反射過濾器、觸媒載持體等。
本發明之聚光薄膜可藉由包含藉由離散傅立葉轉換計算多調光層次圖型之步驟；及形成具有多調光層次圖型的聚光薄膜之步驟的製造方法來製造。如上述所述般，藉由離散傅立葉轉換可提升演算速度，因此所製造出的聚光薄膜可形成高品質，大面積的多調光層次圖型。計算多調光層次圖型之步驟可藉由使用上述傅立葉轉換裝置來進行。
在上述製造方法之中，包含：形成具有藉由離散傅立葉轉換計算的多調光層次圖型的反轉圖型的鑄模之步驟；及使該鑄模與由有機材料所構成之薄膜接觸，形成具有多調光層次圖型的聚光薄膜之步驟；或使用該鑄模作為金屬模具藉由射出成形、或熱及室溫、UV壓印而進行的成形，藉此形成具有多調光層次圖型的聚光薄膜之步驟，為其中一個合適的形態。
上述鑄模可使用光蝕刻法來製造，例如使用電子束(EB)、氬雷射(363nm光源波長)、藍色半導體雷射(405nm光源波長)、氪雷射(413nm光源波長)、氦-鎘雷射(442nm光源波長)等的光源，依照場所使強度變化，同時照射而曝光的光蝕刻法。在製造鑄模的情況，若在曝光後使光阻顯像，則可因應於所照射的電子束等的光源強度，而形成具有多調光層次的具有凹凸的光阻。在此處，以電漿對光阻表面實施灰化(蝕刻處理)、或在顯像處理後的光阻表面直接蒸鍍金屬膜，進行電鑄處理之後，使基板與光阻脫模，藉此可得到金屬鑄模。鑄模的材料並未受到特別限定，而例如鎳、矽等的金屬材料、石英、玻璃等為佳。
此外，「多調光層次圖型的反轉圖型」是指與多調光層次圖型凹凸形狀為相反的圖型，在使該反轉圖型與目標的有機材料接觸的情況，可形成多調光層次圖型。
使上述鑄模與有機材料接觸的方法可列舉使該鑄模的形成有反轉圖型的一面與由有機材料所構成的薄膜接觸而轉印多調光層次圖型之方法；及以該鑄模作為金屬模具進行射出成形之方法等。
上述聚光薄膜之製造方法包含對由有機材料所構成之薄膜照射雷射，形成具有多調光層次圖型的聚光薄膜之步驟也是其中一個合適的形態。此情況下，是將藉由上述離散傅立葉轉換所計算出的多調光層次圖型直接以雷射描繪在由有機材料所構成之薄膜而形成具有多調光層次圖型的 聚光薄膜，與藉由上述雷射干涉固定所製作出的全像片有所區別。在對由有機材料所構成之薄膜照射雷射的情況，所使用的雷射亦可採用上述光蝕刻法所使用的雷射。
本發明之聚光薄膜可使用在各種光學領域。例如以聚光薄膜聚光的光線可使用於太陽能電池、或大樓、商業設施、一般家庭的照明等。關於照明，亦可有效地代替例如植物工廠的照明(LED等)或TV背光。
進一步而言，本發明之聚光薄膜亦可有效代替作為使入射的光線擴散的擴散板，例如使由LED電視等所使用的LED光源射出的光線擴散的擴散板。
本發明其中之一亦為一種太陽能電池模組，而其特徵為具備本發明之聚光薄膜。本發明之太陽能電池模組係具備上述聚光薄膜，因此可在廣角度範圍聚光，即使在使用非追蹤型的太陽能電池的情況，也能夠以高效率發電。上述太陽能電池模組可使用追蹤型或非追蹤型太陽能電池之任一者，而可在廣角度範圍的聚光的觀點看來，特別適合使用於非追蹤型太陽能電池。本發明之太陽能電池模組亦可為具有柔軟性的可撓性太陽能電池。
本發明之太陽能電池模組係以設置成聚光薄膜的平滑之表面係曝露於大氣為佳。本發明之聚光薄膜沒有必要使太陽光由具有微細之凹凸重覆構造的表面入射，即使設置成聚光薄膜的平滑表面曝露於大氣，也能夠以高聚光效率聚光可。而且藉由設置成聚光薄膜的平滑表面曝露於大氣，可得到高防污性。
本發明之太陽能電池模組亦為一種太陽能電池模組，其特徵為具備：太陽能電池單元；密封上述太陽能電池單元之密封材層；及設於上述密封材層之單面或兩面之聚光薄膜。圖8係表示本發明之太陽能電池模組其中一個實施形態之剖面模式圖。本實施形態中的太陽能電池模組800係具備：太陽能電池單元81；密封太陽能電池單元81之密封材層82；及設於密封材層82之兩面之聚光薄膜83。
本發明之太陽能電池模組亦為，係一種太陽能電池模組，其特徵為具備：太陽能電池單元；密封上述太陽能電池單元之密封材層；及設於上述密封材層之單面或兩面之之透光性層，進一步在上述透光性層上具備聚光薄膜。圖9係表示本發明之太陽能電池模組其中一個實施形態之剖面模式圖。本實施形態中的太陽能電池模組900係具備：太陽能電池單元81；密封太陽能電池單元81之密封材層82；設於密封材層82之兩面之透光性層84；及設於透光性層84上之聚光薄膜83。透光性層可設置於密封材層的兩面，亦可僅將聚光薄膜設置在其中任一透光性層之上。
上述太陽能電池單元只要可藉由受光而發電即可，可列舉例如使n型半導體與p型半導體pn接合而成。可使用的n型半導體及p型半導體並未受到特別限定，可使用通常太陽能電池所使用的材料。可列舉例如Si、Ge等的IV族半導體、GaAs、InP、AlGaAs等的III-V族化合物半導體、CdS、CdTe、Cu2S等的II-VI族化合物半導體、CuInSe2、CuInS2、Cu(In,Ga)Se2等的I-III-VI族化合物半 導體、酞青素、聚乙炔等的有機半導體、或InGaP/(In)GaAs/Ge等3接合的成的積層體、或CdTe等的半導體等。另外，太陽能電池單元無論結晶型、非晶型(無定形)皆可使用。進一步而言，太陽能電池單元無論是量子效果型或色素增感型皆可在廣角度範圍聚光，無論是追蹤型或非追蹤型的太陽能電池，皆能夠以高效率發電。通常太陽能電池含有連接於上述太陽能電池單元的電路。
本發明之太陽能電池模組可具備：具有菲涅耳透鏡與聚光薄膜或僅聚光薄膜藉由接著層而接著的構造之聚光元件；及太陽能電池單元。只要藉由具備由菲涅耳透鏡與聚光薄膜所構成之聚光元件的太陽能電池模組，即可使藉由聚光薄膜面內聚光的光線藉由菲涅耳透鏡進一步聚光成一點，而接收在太陽能電池單元聚光的光線。以這種方式，能夠以在聚光元件與太陽能電池單元之間設置間隔的方式聚光，因此可縮小太陽能電池單元、可謀求成本降低。
本發明之聚光薄膜可使用於聚光元件，藉由上述聚光薄膜可在廣角度範圍的聚光，因此可顯著提升聚光元件的面內聚光效率。上述聚光元件只要至少具備上述聚光薄膜即可，形狀為平面狀、穹頂狀(半球面狀)等即可。上述聚光元件係以具備聚光薄膜與透鏡為佳。透鏡可列舉稜鏡、蠅眼透鏡、透鏡陣列、線性菲涅耳透鏡、後述菲涅耳透鏡、柱狀透鏡等，而並未受到特別限定。
上述透鏡係以由氟樹脂所構成為佳。藉由使上述透鏡為氟樹脂，作為聚光元件的耐久性提升，可成為太陽能電 池等所適合使用的聚光元件。透鏡所適合使用的氟樹脂可例示針對上述聚光薄膜所例示的氟樹脂。合適的氟樹脂係由ETFE、PCTFE、EFEP、FEP及PVdF所構成群組中選擇之至少一種氟樹脂。
聚光元件除了具備聚光薄膜之外，亦可進一步具備由菲涅耳透鏡及柱狀透鏡所構成群組中選擇之至少一個透鏡。菲涅耳透鏡及柱狀透鏡一般而言，只要是分別稱為菲涅耳透鏡或柱狀透鏡的透鏡即可，並未受到特別限定。藉此，可使藉由聚光薄膜在全方位面內聚光後的光線，藉由菲涅耳透鏡或柱狀透鏡進一步聚光成一個點。即使只有聚光薄膜亦可全方位聚光，而藉由併用聚光薄膜及菲涅耳透鏡或柱狀透鏡，容易控制聚光距離或提高光密度，使發電效率顯著提升。
此外，藉由控制電腦全像片的結果，本發明之聚光薄膜除了使太陽光在面內聚光之外，與以往的菲涅耳透鏡或柱狀透鏡相比，更均勻且無像差，且還可表現出高精細的單點聚光的機能。
接下來列舉實施例及比較例對本發明作說明，而本發明並不受這些實施例所侷限。
實施例1 (1)多調光層次圖型之計算
為了計算全像片的干涉條紋，物射束的繞射計算、及計算參考射束的複振幅，使兩者干涉然後製作出電腦全像 片的微細之凹凸之繞射圖型。電腦全像片多調光層次圖型係以256調光層次的BMP格式的濃淡輸出此干涉條紋，以此數據為基礎，對曝光用光阻往厚度方向賦予8調光層次而製作。多調光層次圖型係在構成聚光薄膜的有機材料的光線穿透率為95%、折射率為1.40、聚光薄膜的膜厚(最大膜厚)定為100μm、聚光薄膜定為直徑160mm 的圓形的條件下，使用離散傅立葉轉換作計算。
程式也可處理如陰天般的散射光，因此以擴散板作為物體的電腦全像片圖型亦可經過修圖。
設計成畫素數為2000×2000且取樣頻率為1000 dots/mm。因此，一個全像片圖型係由可收在邊長4mm的方形內的34個圓環所構成之同心圓圖型，將其排列成6×6並以描繪裝置描繪，而製作出邊長24mm方形的電腦全像片多調光層次圖型(圖10)。
此外在此處，由MATLAB語言所產生的MAX32調光層次的多調光層次用程式適合於製作。亦即，藉由MATLAB程式來製作各灰階位相繞射格子圖型之數據。確認了使用轉換用PC可將此數據轉換成雷射直接描繪裝置的LIC檔案之後，將此LIC檔案轉送至雷射直接描繪裝置，確認可進行描繪動作然後進行描繪。
(2)聚光薄膜之製造
形成多調光層次圖型的有機材料薄膜是採用ETFE薄膜。
藉由離散傅立葉轉換計算而得到目標的聚光薄膜之多調光層次圖型，具有其反轉圖型的鑄模係使用雷射直接光蝕刻法來製作。首先，在玻璃基板上，對於塗佈成膜厚1.4μm的光阻(AZ1350：CLARIANT公司製)，使用氦-鎘雷射(g射線：442nm波長光源)，依照場所使強度產生變化，同時進行曝光照射。
然後使用顯像液(AZ-Developer：CLARIANT公司製)，在室溫20℃、顯像時間1分鐘、有搖動的條件下使光阻顯像，形成具有對應於所照射的光源強度的多調光層次且具有凹凸的光阻膜。在此光阻膜直接以金屬蒸鍍進行鍍鎳之後，使藉由金屬蒸鍍產生的金屬模具與光阻膜脫模。藉此所得到的金屬模具係由8調光層次所構成，凹凸高度(H)為1μm，且凹凸週期(P)在同心圓的最外周為30μm，且在同心圓的中周為78μm、在中心部為185μm。
另外，所得到的金屬模具，其階梯1段的高度(D)為125nm。進一步而言，階梯1段的寬度(L)成為凹凸矩形，在其同心圓的最外周平均值為3.75μm，且在同心圓的中周為9.75μm、在中心部為23.1μm，長度以非線形的漸層狀的方式逐漸變化(圖11)。
另外，此處的凹凸寬度(W)係與凹凸週期(P)相同，凹凸週期(P)與凹凸寬度(W)之關係滿足P-W=0。
接下來，將該金屬鑄模，使用奈米壓印裝置NANOIMPRINTER NM-0501(明昌機工股份有限公司製) ，在250℃下，以10MPa的壓力將由8調光層次所構成之上述金屬矩形鑄模按壓在有機材料的ETFE薄膜(商品名：Neoflon ETFE，Daikin工業股份有限公司製，熱形變溫度104℃，膜厚100μm)5分鐘，形成具有多調光層次圖型的聚光薄膜。
所得到的聚光薄膜在具有多調光層次圖型的區域係由8調光層次所構成，凹凸高度(H)為1μm，且凹凸週期(P)在同心圓的最外周為30μm，且同心圓的中周為78μm、在中心部為185μm。另外，階梯1段之高度(D)為125nm。進一步而言，階梯1段的寬度(L)成為凹凸矩形，在此同心圓的最外周平均值為3.75μm，且同心圓的中周為9.75μm，在中心部為23.1μm，長度以非線形的漸層狀的方式逐漸變化。
此外，形成如上述般多調光層次圖型之後，以雷射探針式非接觸表面形狀測定(三鷹光器公司製)觀察在薄膜表面所形成的圖型剖面形狀。其結果，可確認鑄模(mold)的形狀正確地轉印至所得到的聚光薄膜(圖12)。
(聚光薄膜之連續製造方法)
使由ETFE薄膜或PCTFE(商品名：Neoflon ETFE或PCTFE，DAIKIN工業股份有限公司製)所構成之氟樹脂薄膜130如圖13所示般由薄膜捲筒131連續抽取出，同時使用壓印裝置133，使具有多調光層次圖型的反轉圖型的鑄模132與氟樹脂薄膜130接觸，使多調光層次圖型轉 印至氟樹脂薄膜130，然後，藉由複數個輥軸134進行層合加工，使用切斷機135切成所希望的大小，形成可全方位聚光的聚光薄膜即可。
(具有聚光性能的太陽能電池模組之製造方法)
使用採用了丙烯酸系黏著劑的高透明性自黏薄膜(商品名：高透明性自黏薄膜CEF08A07L5 3M公司製)、離子聚合物、聚矽氧樹脂、熱塑性樹脂、以及含有熱硬化劑的熱塑性樹脂(EVA)，將上述方法所製造出的聚光薄膜接著而形成聚光元件。藉由將此聚光元件鋪設在太陽能電池模組整個表面而製造出具有聚光性能的太陽能電池模組。
實施例2
在實施例1中的奈米壓印裝置NANOIMPRINTER NM-0501(明昌機工股份有限公司製)之中，在轉印基材表面設置膜厚10μm的UV塗膜層(PAK-01：東洋合成工業公司製)，在室溫下以1MPa的壓力將金屬模具往基材塗膜層按壓1分鐘、同時照射2000mJ的紫外線光，除此之以外以同樣的方式形成具有多調光層次圖型的聚光薄膜。
比較例1
準備與在實施例1之中所使用的太陽能電池模組相同的太陽能電池模組。在並未設置聚光薄膜這點，與具有實 施例1之聚光性能的太陽能電池模組不同。
使用太陽聚光模擬器(1.5G,Wacom Electric Co.,Ltd.公司製)，測定實施例1及比較例1之太陽能電池模組之聚光率。將結果揭示於表1。
具有由實施例1所得到的多調光層次圖型所構成之聚光薄膜的模組的情況，與並未裝設聚光薄膜的比較例1之太陽能電池模組相比，在入射角為5度的情況表現出99%的發電增加率，平均而言亦表現出最大輸出Pmax約5%的聚光發電率增加。另一方面，可知比較例1之太陽能電池模組，隨著光線入射角變低，聚光率會顯著降低。
產業上的可利用性
本發明之聚光薄膜由於具有上述構成，因此可利用的領域範圍很廣，例如太陽能電池用的聚光元件、利用太陽採光的替代照明等。
10、31、41、51、61‧‧‧凹凸部
11、32、42、62‧‧‧階梯狀斜面
12、33‧‧‧垂直部
13、43‧‧‧底面部
21‧‧‧凹凸重覆構造
300、400、500、600‧‧‧聚光薄膜
70‧‧‧取樣電路
71‧‧‧位相修正部
710~71m-1‧‧‧位相修正器
72‧‧‧傅立葉轉換部
720~72m-1‧‧‧FFT演算器
73‧‧‧合成器
74‧‧‧位相修正器
75‧‧‧傅立葉轉換裝置
81‧‧‧太陽能電池單元
82‧‧‧密封材層
83‧‧‧聚光薄膜
84‧‧‧透光性層
800、900‧‧‧太陽能電池模組
131‧‧‧薄膜捲筒
133‧‧‧壓印裝置
134‧‧‧輥軸
135‧‧‧切斷機
圖1係表示本發明之聚光薄膜之凹凸重覆構造之剖面圖。
圖2係表示本發明其中一個實施形態中的聚光薄膜之正面模式圖。
圖3係表示本發明之聚光薄膜其中一個實施形態之模式圖。
圖4係表示本發明之聚光薄膜其中一個實施形態之模式圖。
圖5係表示本發明之聚光薄膜其中一個實施形態之模式圖。
圖6係表示本發明之聚光薄膜其中一個實施形態之模式圖。
圖7係概略表示傅立葉轉換裝置的一例之方塊圖。
圖8係表示本發明之太陽能電池模組其中一個實施形態之模式圖。
圖9係表示本發明之太陽能電池模組其中一個實施形態之模式圖。
圖10係藉由離散傅立葉轉換進行計算所求得的電腦 全像片多調光層次圖型。
圖11係表示在實施例1之中所製作的金屬模具之剖面形狀之圖。
圖12係在表面形成多調光層次圖型的ETFE薄膜之剖面形狀。
圖13係表示使鑄模接觸有機材料而形成聚光薄膜之步驟的一例之模式圖。
21‧‧‧凹凸重覆構造
31‧‧‧凹凸部
300‧‧‧聚光薄膜

Claims (12)

  1. 一種聚光薄膜，其係由有機材料所構成之聚光薄膜，其特徵為於至少一側之表面具有微細之凹凸重複構造，凹凸高度(H)為0.1~100μm，凹凸週期(P)為0.1~500μm，各凹凸部具有階梯狀之斜面，且形成為使階梯1段之高度(D)及寬度(L)朝向凹凸部之底面部增大、或減小，階梯1段之高度(D)為0.01~100μm、階梯1段之寬度(L)為0.01~100μm。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚光薄膜，其中有機材料具有1.30~1.65之折射率。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聚光薄膜，其中有機材料係由：聚氯三氟乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/氯三氟乙烯共聚物、氯三氟乙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物、及聚偏二氟乙烯所構成群組中選擇之至少1種氟樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之聚光薄膜，其中各凹凸部為大致錐體狀之凹部或凸部。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之聚光薄膜，其中凹凸之重複構造係由形成為大致平行之複數個線狀凹部或凸部所構成。
  6. 如申請專利範圍第1~5項中任一項之聚光薄膜，其係穿透型。
  7. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之聚光薄膜，其 於一側之表面具有微細之凹凸重複構造、且另一側之表面為平滑。
  8. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之聚光薄膜，其於兩面具有微細之凹凸重複構造。
  9. 一種太陽能電池模組，其特徵為具備如申請專利範圍第1~8項中任一項之聚光薄膜。
  10. 一種太陽能電池模組，其係具備如申請專利範圍第7項之聚光薄膜的太陽能電池模組，其特徵在於：平滑之表面係曝露於大氣中。
  11. 一種太陽能電池模組，其特徵為具備：太陽能電池單元、密封前述太陽能電池單元之密封材層、與設於前述密封材層之單面或兩面之如申請專利範圍第1~8項中任一項之聚光薄膜。
  12. 一種太陽能電池模組，其特徵為具備：太陽能電池單元、密封前述太陽能電池單元之密封材層、與設於前述密封材層之單面或兩面之透光性層，且於前述透光性層上進一步具備如申請專利範圍第1~8項中任一項之聚光薄膜。
TW101108655A 2011-03-14 2012-03-14 聚光薄膜及太陽能電池模組 TW201303378A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011055787A JP5131791B2 (ja) 2011-03-14 2011-03-14 集光フィルム及び太陽電池モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201303378A true TW201303378A (zh) 2013-01-16

Family

ID=46830793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101108655A TW201303378A (zh) 2011-03-14 2012-03-14 聚光薄膜及太陽能電池模組

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140000710A1 (zh)
EP (1) EP2687877A4 (zh)
JP (1) JP5131791B2 (zh)
CN (1) CN103415790A (zh)
TW (1) TW201303378A (zh)
WO (1) WO2012124728A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746034B (zh) * 2020-06-30 2021-11-11 林于庭 太陽能電池單元、其製備方法及含彼之太陽能電池模組

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160155876A1 (en) * 2011-06-25 2016-06-02 Alfred Jost Multi-step holographic energy conversion device and method
KR101942047B1 (ko) * 2013-02-22 2019-01-24 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈
US10302275B2 (en) 2013-06-19 2019-05-28 Bright View Technologies Corporation Microstructure-based diffusers for creating batwing lighting patterns
EP3011372B1 (en) * 2013-06-19 2021-12-08 Bright View Technologies Corporation Microstructure-based optical diffuser for creating batwing patterns and method for its manufacture
FR3023977B1 (fr) * 2014-07-16 2017-11-24 Thales Sa Module photovoltaique comprenant une optique de concentration avec des motifs sub-longueurs d'onde et generateur solaire pour satellite comprenant ledit module
CN104868000B (zh) * 2015-05-29 2016-10-05 苏州思博露光伏能源科技有限公司 轻质模块化的太阳能电池组件
CN105700088B (zh) * 2016-01-27 2018-07-10 中国人民解放军信息工程大学 一种光接收方法、器件和系统
CN106183225A (zh) * 2016-08-25 2016-12-07 广州奥鹏能源科技有限公司 太阳能便携聚光装置的制造方法
EP3645937B1 (en) * 2017-06-30 2024-03-06 BrightView Technologies, Inc. Light transmissive structures for redistribution of light and lighting systems including same
WO2019220440A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 B.G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University Surface structure for optical absorption in light absorption devices
FR3089977B1 (fr) * 2018-12-17 2021-09-10 Arkema France Polymères fluorés électroactifs réticulables comprenant des groupements photoactifs
IL264782B (en) * 2019-02-11 2021-08-31 Shkalim Reuven A corrugated transparent top panel for either increasing or decreasing harvesting of solar radiation and methods thereof
EP4229453A1 (en) 2020-10-14 2023-08-23 Nil Technology ApS Diffractive optical elements and methods for manufacturing diffractive optical elements
CZ309567B6 (cs) * 2020-11-18 2023-04-19 Marp Invention S.R.O Prostorová struktura fotovoltaického článku nebo koncentrátoru slunečního záření
MX2023005850A (es) * 2020-11-18 2023-08-11 Marp Invent S R O Estructura espacial de un modulo fotovoltaico o de un concentrador de radiacion solar.
JP7389296B1 (ja) * 2022-05-27 2023-11-29 恵和株式会社 光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置、情報機器、及び光拡散シートの製造方法
CN221079143U (zh) 2023-05-22 2024-06-04 亮视技术公司 背光单元

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6021686B2 (ja) 1980-08-08 1985-05-29 旭硝子株式会社 常温硬化可能な含フツ素共重合体
JPS62174213A (ja) 1985-10-15 1987-07-31 Daikin Ind Ltd 含フツ素共重合体およびフツ素樹脂塗料
JPH02232251A (ja) 1989-03-03 1990-09-14 Kansai Paint Co Ltd 樹脂組成物、硬化性組成物及び塗料組成物
JP2787326B2 (ja) 1989-03-03 1998-08-13 関西ペイント株式会社 硬化性組成物
JPH02232250A (ja) 1989-03-03 1990-09-14 Kansai Paint Co Ltd 樹脂組成物、硬化性組成物及び塗料組成物
FR2644466B1 (fr) 1989-03-15 1992-08-14 Solvay Procede pour la fabrication de polymeres du fluorure de vinylidene et utilisation des polymeres du fluorure de vinylidene pour la formulation de peintures
JP2722802B2 (ja) 1989-10-13 1998-03-09 ダイキン工業株式会社 塗料用組成物
JP3087286B2 (ja) 1990-05-22 2000-09-11 ダイキン工業株式会社 フッ化ビニリデン共重合体およびそれを含有した硬化用組成物
JPH07110890B2 (ja) 1990-06-29 1995-11-29 ダイキン工業株式会社 含フッ素共重合体およびそれを用いた塗料用組成物
JP3687836B2 (ja) 1993-06-07 2005-08-24 日本特殊光学樹脂株式会社 フレネルレンズ
CN1117126C (zh) 1995-09-22 2003-08-06 大金工业株式会社 污染附着防止剂和涂料用组合物
ATE323726T1 (de) 2000-08-29 2006-05-15 Daikin Ind Ltd Härtbares fluoropolymer, härtbare harzzusammensetzungen diese enthaltend und antireflexionsfilm
JP2002228819A (ja) 2001-02-05 2002-08-14 Taiyo Yuden Co Ltd 光分岐回折光学素子及び光分岐器
JP2004206254A (ja) 2002-12-24 2004-07-22 Mega Chips Corp フーリエ変換装置、フーリエ変換方法、計算機ホログラム生成装置及び計算機ホログラム生成方法、並びに回折光学素子の製造装置
JP4677716B2 (ja) * 2003-12-24 2011-04-27 日立化成工業株式会社 光学素子及びそれを用いた面光源装置
US9266986B2 (en) 2004-04-13 2016-02-23 Daikin Industries, Ltd. Chlorotrifluoroethylene copolymer
KR101082894B1 (ko) * 2004-11-09 2011-11-11 삼성전자주식회사 광학모듈, 광학모듈의 제조 방법, 광학모듈을 갖는백라이트 어셈블리 및 백라이트 어셈블리를 갖는 표시장치
JP2007310253A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Dainippon Printing Co Ltd レンズアレイシート、レンズアレイシートの製造方法、透過型スクリーン、背面投射型表示装置
CN101606244A (zh) * 2007-02-06 2009-12-16 日立化成工业株式会社 太阳能电池模块及太阳能电池模块用波长转换型聚光膜
US20100307565A1 (en) * 2007-12-10 2010-12-09 Yoshinori Suga Solar cell module
KR20100098723A (ko) * 2008-02-06 2010-09-08 가부시끼가이샤 후지꾸라 색소 증감 태양 전지
CN102037512B (zh) * 2008-05-27 2012-08-29 柯尼卡美能达精密光学株式会社 物镜及光拾取装置
JP2010219495A (ja) * 2009-02-18 2010-09-30 Nagaoka Univ Of Technology 太陽電池用透明部材および太陽電池
JP2011023515A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Kisco Ltd 光起電力装置用保護基板およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746034B (zh) * 2020-06-30 2021-11-11 林于庭 太陽能電池單元、其製備方法及含彼之太陽能電池模組
CN113948585A (zh) * 2020-06-30 2022-01-18 中科南方控股有限公司 太阳能电池单元、其制备方法及含彼的太阳能电池模块
CN113948585B (zh) * 2020-06-30 2025-04-04 中科南方控股有限公司 太阳能电池单元、其制备方法及含彼的太阳能电池模块

Also Published As

Publication number Publication date
EP2687877A1 (en) 2014-01-22
JP2012189966A (ja) 2012-10-04
WO2012124728A1 (ja) 2012-09-20
JP5131791B2 (ja) 2013-01-30
EP2687877A4 (en) 2014-10-08
US20140000710A1 (en) 2014-01-02
CN103415790A (zh) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI504939B (zh) Set light film, solar cell module, transfer model and photoresist original disk
JP5131791B2 (ja) 集光フィルム及び太陽電池モジュール
CN102483482B (zh) 聚光膜及其制造方法、聚光元件、太阳能电池以及聚光方法
TWI488920B (zh) 表面具有微細凹凸之成形體及其製造方法
TW201029206A (en) Light recycling sheet, solar battery module, and light source module
US20110220195A1 (en) Light reuse sheet and solar battery module
US20130279001A1 (en) Functional film, film mirror, and reflecting device for solar thermal power generation
US20130155497A1 (en) Film mirror for solar thermal power generation,emthod for producing film mirror for solar thermal power generation, and reflectng device for solar thermal power generation
TW201025647A (en) Photovoltaic module
JPWO2008105411A1 (ja) 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法
TW201239528A (en) Cured composition for nano-imprint, nano-imprint molding and method for forming pattern
KR20140139627A (ko) 태양 전지 모듈용 내후성 시트 및 상기 시트를 사용한 제품 및 상기 태양 전지 모듈용 내후성 시트의 제조 방법
JP5568885B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2013149803A (ja) 太陽電池モジュール用フロントシート及びこれを用いた太陽電池モジュール
JP2010092899A (ja) 太陽電池モジュール
JP2011222752A (ja) 太陽電池モジュール及び太陽電池セル
JP2012129296A (ja) 太陽電池モジュール用カバーフィルム及び太陽電池モジュール
TW200916311A (en) Optical thin sheet having reinforced structure
KR101816969B1 (ko) 광학시트
JP2011159683A (ja) 太陽電池モジュール
KR101719873B1 (ko) 백시트
JP2012008324A (ja) 硬化性樹脂組成物の皮膜を有する反射シート
TW201336095A (zh) 太陽能電池模組之背板、及太陽能電池模組